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本文拟讨论恒温恒压条件下,惰性气体对化学平衡的影响.
惰性气体与化学平衡移动方向
对于气相反应: aA(g)+bB(g)→cC(g)+dD(g) (1)
则[1]:
式(1)中Kn代表化学反应物质的量平衡常数,
p总代表系统总压,为一恒定常数;pi代表气相i物质的分压;ni代表气相i物质的物质的量, no代表加入惰性气体的物质的量;νi为气相i物质的化学计量系数,Σνi为各气相物质化学计量系数之和,即:Σνi=c+d-a-b;pθ=100kPa.
由式(1)可知恒温恒压条件下,加入惰性气体组分,
值减小.
判据一:如果Σνi>0, 则:值一定减小.
由于恒温恒压下,Kθ保持不变,由式(1)可知,Kn一定增大,此时平衡将正向移动;即向气相体积增大方向移动.
判据二:如果Σνi<0, 则:值一定增大.
同理由于恒温恒压下,Kθ保持不变,由式(1)可知,Kn一定减小,此时平衡将逆向移动; 即向气相体积增大方向移动.
由判据一、二可知,恒温恒压下加入惰性气体,平衡均向气相体积增大方向移动.
2. 实例讨论
例1. 恒温恒压下,平衡体系N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)混入一定量He(g),问平衡将向那个方向移动?
解:Σνi=2-1-3=-2<0,由判据二可知,此时平衡将逆向移动.
例2. 恒温恒压下,平衡体系PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g), 混入一定量N2(g),问平衡将向那个方向移动?
解:Σνi=1+1-1=1>0,由判据一可知,此时平衡将正向移动.
3. 结论
恒温恒压下,加入惰性气体,平衡一定向气相体积增大方向移动.
参考文献
[1]天津大学物理化学教研室编. 物理化学(上册,第四版).北京:高等教育出版社, 2001,12:230
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