计算合成氨反应 N2(g)+ 3H2(g)= 2NH3(g) 在673K时的标准平衡常数,并指出在673K,下列三种情况下反应向何方向进行?(1)p(NH3)= 304kPa,p(N2)= 171kPa,p(H2)= 2022kPa;(2)p(NH3)= 600kPa,p(N2)= 625kPa,p(H2)= 1875kPa;(3)p(NH3)= 100kPa,p(N2)= 725kPa,p(H2)= 2175kPa;

解:首先用热力学数据 求出。

查表得 N2(g) + 3H2(g) = 2 NH3(g)

△rH/( kJ•mol–1) 0 0 –46.11

S/(J·mol–1·K–1) 191.50 130.57 192.34

△rH= 2×(– 46.11)= – 92.22 kJ·mol–1

△rS= 2×192.34 – 3×130.57 – 191.50 = – 198.53 J·mol–1·K–1

△rG (673K)= △rH– T△rS= – 92.22×– (– 198.53)×10–3

= 41.39kJ·mol–1·K–1

=== – 7.397 ;

K= 6.13×10 – 4, 再求出各条件下的,与进行比较。

(1) J1==6.5×10 – 4 J1> K ∴反应逆向进行

在计算压力商(J)时,各项一定要用相对压力,而且注意分子和分母的单位要一致,在此单位用的是kPa,得出的结果J 与K进行比较后,做出判断。

(2) J2==8.7×10 – 4 J2> K ∴逆向进行

(3) J3==1.0×10 –5 J3< K ∴正向进行