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zhang_duo51銅蟲 (初入文壇)
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[求助]
化學反應的熱力學平衡計算中物質標態(tài)選擇問題 已有1人參與
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自己折騰了好幾天,還是沒有徹底搞明白,特來求助! 問題:以甲醇裂解生成一氧化碳和氫氣為例,想計算在不同溫度和壓力下,該反應的平衡點(也就是甲醇的裂解率) 按理說這是一個簡單問題,正常解法是:先求得溫度T時,反應的標準吉布斯焓變ΔrG = ΔrH - TΔrS,然后通過分壓來計算平衡 問題1:假設ΔrH和ΔrS的值不隨溫度變化,那就取其在298K時的值,一般都是查表獲取的,但甲醇這種在標況下是液態(tài)的物質,是應該用液態(tài)的值還是氣態(tài)的值呢? 問題2:如果我較真,就是要考慮ΔrH和ΔrS隨溫度的變化,對于氫氣和一氧化碳來說,其在標態(tài)下就是氣態(tài),我只要通過狀態(tài)方程把焓和熵隨溫度引起的增量加上去就行了。但甲醇的相變該怎么處理呢? 拿甲醇裂解反應作為一個簡單的例子,我想搞明白到底是怎么處理的。狀態(tài)方程可以選用通用的,也可以用NIST的程序。希望高手能給一個詳細的算例,感激啊! 我其實是想計算正葵烷(C10H22)在高溫裂解時的熱力學平衡,但正葵烷及其部分產(chǎn)物在標況下也是液體,和甲醇裂解的情況相似。 另外,如果是用氣相的標準值,一些烯烴產(chǎn)物查不到氣態(tài)的標準熵,只能查到液態(tài)的,如何能夠從液態(tài)標準熵換算出氣態(tài)的標準熵?謝謝! [ Last edited by sddtc888 on 2014-1-17 at 15:48 ] |
銅蟲 (初入文壇)
至尊木蟲 (著名寫手)
Hψ=Eψ S=klnΩ dS≥δQ/T
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問題1:你反應方程式里面的狀態(tài)是什么,就用什么,而不要去管這個物質在298.15K時的狀態(tài)是什么,甲醇氣態(tài)裂解生成一氧化碳和氫氣,對于這個反應,用氣態(tài)甲醇的數(shù)值 問題2:用氣態(tài)甲醇數(shù)值,也就不牽扯相變問題了 如果一些物質查不到氣態(tài)的標準熵,只能查到液態(tài)的,那就設計一個相變過程么,先把物質從液態(tài),298.15K加熱到相變溫度,然后相變?yōu)闅鈶B(tài),在把處于相變溫度的氣態(tài)冷卻到298.15K即可。 相變溫度是可以查到的,一般查表都能同時查到物質的ΔH、ΔG、S、Cp(蘭氏化學手冊是這樣的),所以能查到液態(tài)的標準熵,也能查到液態(tài)的熱容Cp,一般壓力對液態(tài)物質熵的影響很小,可以忽略不計,當然,如果你有液態(tài)物態(tài)方程和相關參數(shù),也可以計算一下,相變潛熱ΔH可以查到,通過相變潛熱ΔH和相變溫度即可算的相變時的ΔS,氣態(tài)物質的熱容可以近似根據(jù)能量均分定理的結果來計算(什么3R/2、5R/2之類的),壓力對氣態(tài)物質熵的影響直接用物態(tài)方程算即可! |

銅蟲 (初入文壇)
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非常感謝版主的回答! 另外還有一個小問題,想和版主請教一下: 在計算反應平衡的時候,用范特霍夫方程式,當反應達到平衡時,有ΔrG°=-RT lnK° 只要知道反應方程式和反應溫度(不需要知道反應壓力),就能把左邊的ΔrG°求出來,然后,再用K的定義和反應壓力求出平衡點,對吧? 那也就是說,我只需求1bar,溫度T時的ΔrG°就夠了?在求ΔrG°的過程中,ΔrH°和ΔrS°也都是1bar的了,涉及相變得計算也都是在1bar下進行,和具體的反應壓力都沒有關系了?是這樣吧? 也就是說,真實的氣體平衡反應體系中,反應壓力的影響只體現(xiàn)在等式右邊的K°的求取過程中了(對于非理想氣體額外考慮逸度)。我這么理解對嗎? |
至尊木蟲 (著名寫手)
Hψ=Eψ S=klnΩ dS≥δQ/T

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