小分子烃类及含氧有机物蒸汽重整制氢反应热力学

化学热力学知识点梳理

第一章 化学反应的方向和限度 第二节 化学反应的程度和化学平衡 一 可逆反应和化学平衡 1、可逆反应 在同一条件下，既能向一个方向进行，又能向相反方向进行的反应，称为可逆反应。 插入视频文件：可逆反应与化学平衡.swf 严格地说，可以认为所有的化学反应都具有一定的可逆性，从微观的角度来看，反应物分子可以发生有效碰撞，结合成产物分子；同时，产物分子也可以发生碰撞，再结合成反应物分子：反应物?产物。 当反应进行到某一程度，恰好逆正υυ=，反应物和产物的浓度都不再随时间而改变。那么，可逆反应的这种状态，就称为化学平衡。 2、化学平衡 正逆反应速率相等时，反应体系所处的状态，称为化学平衡状态。 特点：（1）逆正υυ= （2）动态平衡； （3）有条件的、相对的平衡（——条件改变，平衡改变）。 大量的实验表明：在一定条件下，处于化学平衡状态的体系，各物质浓度之间遵守一定的定量关系。这就是平衡常数关系式。 二 平衡常数 1、平衡常数 可逆反应在一定温度下达到平衡时，产物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度的系数次方的乘积之比是一个常数，这个常数就叫做平衡常数。 ：平衡浓度） 浓度平衡常数—c K c c c c K b a d g c ( (B)(A)(D)(G)dD gG bB aA c ??=+=+ 如果是气体反应，可以用平衡时各组分气体的分压来代替浓度，这时，平衡常数叫做压力平衡常数： (B) (A)(D)(G)p b a d g p p p p K ??＝ （p ：平衡分压） ★ 注意：K c 、K p 一般都有单位，但习惯上不写；K c 一般不等于K p 。

为了统一和计算方便，规定在平衡常数的表达式中，凡是溶液中的浓度都除以标准态浓度：3θdm mol 1-?=c ，θc c ——相对浓度；若是气体分压，都除以标准态压力：Pa 101325θ=p ， θp p ——相对分压，这样用相对浓度或相对分压表示的平衡常数，叫 标准平衡常数。 2、标准平衡常数 一般如果不作说明，我们提到的平衡常数都是指标准平衡常数。 ★ 注意：（1）平衡浓度、平衡分压 （2）对有纯固体或纯液体参加的反应，纯固体或纯液体的浓度视为常数1，不 出现在平衡常数的表达式中 （3）溶液中的组分一定用相对浓度θc c 表示；气相一定要用相对分压θp p 表 示 （4）平衡常数的表达式必须与反应方程式一一对应 3、平衡常数的意义 （1）平衡常数是反应进行程度的标志 （2）平衡常数是温度的单值函数，是反应的特征常数 （3）平衡常数指明了在一定温度下可逆反应建立平衡的条件 对于任一可逆反应：dD gG bB aA +=+，平衡时，各物质浓度符合： b a d g c c c c c c c c K ]/(B )[]/(A )[]/(D )[]/(G )[θθθθθ = 其中：c 一定是平衡浓度 若c 为任意状态浓度：b a d g c c c c c c c c Q ] /(B)[]/(A)[]/(D)[]/(G)[θθθθ=——反应商 则：?? ???=>><<—平衡建立的条件—反应处于化学平衡状态平衡浓度） 产物浓度反应向逆方向进行，（平衡浓度）产物浓度反应向正方向进行，（...θθθK Q K Q K Q 与自由能判据的关系： 根据热力学的推导，G ?与Q 之间存在下列关系： Q RT G G lg 303.2θ+?=? ——热力学等温方程。 当反应达平衡时：θ ,0K Q G ==? 则：0lg 303.2lg 303.2θθθ=+?=+?=?K RT G Q RT G G

……催化剂乙醇水蒸气重整制氢反应机理研究

……催化剂乙醇水蒸气重整制氢反应机理研究 【摘要】采用浸渍法制备了10 wt% ZnO/Al2O3催化剂，考察了该催化剂在水醇摩尔比为3、常压、450oC工作条件下乙醇水蒸气重整（SRE）制氢反应性能。结果表明，在该催化剂上SRE反应的主要产物为H2、CH3CHO、C2H4、CH3COOH、CO2以及CH3COCH3。H2O：C2H5OH摩尔比在3时C2H5OH转化率达38%，H2选择性达40%。利用XRD等表征手段考察了催化剂的物理化学性质，提出了SRE反应在ZnO/Al2O3催化剂上的反应机理。 【关键词】乙醇制氢氧化锌三氧化二铝 一、前言 乙醇水蒸气重整（SRE）制氢是一种基于生物质能转化的制氢方式，相比传统的化石资源制氢，其有系统整体CO2零排放、来源广泛、低毒、安全等诸多优势。因此，SRE具有广阔的发展前景。催化剂及其反应机理研究是SRE过程开发的关键，有关SRE反应的研究已有大量文献报道。如，Seker的研究结果显示，在450oC 时ZnO/SiO2催化剂上的C2H5OH转化率可达80%，但其H2选择性较低，且机理不清晰。基于以上原因，本文通过浸渍法，合成出10 wt% ZnO/Al2O3催化剂，并运用微型固定床催化反应器以及各种结构表征手段，对催化剂的结构以及反应机理进行深入探究。 二、实验部分 （一）催化剂制备 （二）催化剂表征及活性评价 X射线衍射（XRD）采用日本Shimadzu公司6000型X射线衍射仪进行分析。催化剂活性评价在常压石英固定床反应器中进行。反应时，将乙醇与水的混合物在130oC汽化蒸发后混合N2气进入反应管。反应后的产物在保温状态下，直接进入色谱进行分析。 三、结果与讨论 （一）ZnO/Al2O3催化剂表征结果 （二）ZnO/Al2O3催化剂SRE反应性能 （2）乙醇水蒸气摩尔比对催化剂性能影响。 （三）ZnO/Al2O3催化剂上SRE反应机理探讨

甲醇水蒸汽重整制氢催化剂甲醇还原方案

甲醇水蒸汽重整制氢催化剂甲醇还原方案 甲醇水蒸汽重整制氢催化剂的还原活化原则上应用H2还原剂，可以得到高的催化活性，在对转化率要求不太严格的情况下可以采用甲醇作为还原剂，但可能造成约10%活性损失。 催化剂的装填采用阶梯式装填方式可得到较好的温度分布。可以用相应颗粒大小的石英砂作为补充以形成催化剂的梯度分布，由入口到出口阶梯式增加催化剂的用量。 催化剂的还原温度和使用温度对催化剂的活性及寿命影响很大，严禁出现超温现象。当温度＞320℃易形成积碳，铜烧结，催化剂的活性显著降低甚至失活。 现根据适当的资料就甲醇作为还原剂，提供如下方案以供参考。 1，催化剂的升温 1.1升温介质 通常情况下应用氮气作为升温介质，当氮气不便时也可应用空气作为升温介质。但还原阶 段的升温应用还原剂的气态组分作为升温用介质。 1.2升温的空速 考虑到小反应器，由于放热量有限，拟采用相对较小的空速，一般为2.0~4.0h-1。还原初期，当反应放热较大时，宜采用较低的空速，以方便温度的控制。 1.3升温中注意事项 MW-612型催化剂在升温过程中，于50~130℃之间可能发生温升较慢的现象，这是因为催 化剂在脱除制备过程中加入的物理水有关。 1.4催化剂的还原 MW-612型催化剂的H2还原的特点是速度快，当利用甲醇还原时，受甲醇分子结构的影响，需采用较高的甲醇分压以利于甲醇的渗透和与催化剂表面的接触，所以适当的提高系统压力对催化剂还原时有益和必须的。还原实践证明，进口温度为180℃，催化剂可在较低甲醇浓度下完成还原反应。 1.4.1还原剂 甲醇水，甲醇：水=1：0.2~1，甲醇中不含氯、硫和油，水用去离子水。 1.4.2甲醇与水的比，刚开始时，利用较小的液空速，较高的甲醇含量，以利于氧化铜的还原和水分的排除，随着还原反应的进行，逐渐提高水的比例。甲醇、水的比例可根据流量泵的流量来调整，计量应准确，应根据反应床层的温度变化随时调整，防止催化剂床层飞温，造成催化剂活性的降低。 1.4.3还原温度

制氢方法

工业制氢方法概述 世界上大多数氢气通过天然气、丙烷、或者石脑油重整制得。经过高温重整或部分氧化重整，天然气中的主要成分甲烷被分解成 H2、 CO2、CO 。这种路线占目前工业方法的 80 %, 其制氢产率为 70 %—90 %。烃类重整制氢技术已经相当成熟，从提高重整效率，增强对负载变换的适应能力，降低生产成本等方面考虑，催化重整技术不断得到发展，产生了不少改进的重整工艺 , 其中包括可再生重整、平板式重整、螺旋式重整、强化燃烧重整等。煤直接液化工艺中一个重要单元就是的单元就是加氢液化，下面着重介绍几种工业上制氢工艺： 一、烃类蒸汽转化法 蒸汽转化法可以采用从天然气到石油脑的所有轻烃为原料。主要利用高温下水蒸气和 烃类发生反应。转化生成物主要为氢、一氧化碳和二氧化碳。该过程需要消耗大量的能量，只不过要脱除或分离二氧化碳是件很麻烦的事，虽然目前分离二氧化碳的方法在不断推出，如变压吸附法( PSA)、吸收法( 包括物理吸收和化学吸收法)，低温蒸馏法，膜分离 法等等，然而，二氧化碳的处理仍是很费脑筋，若是直接排入大气，势必造成环境污染。 二、烃类分解生成氢气和炭黑的制氢方法 该方法是将烃类分子进行热分解，产物为氢气和炭黑，炭黑可用于橡胶工业及其它行 业中，同时避免了二氧化碳的排放。目前，主要有如下两种方法用于烃类分解制取氢气和炭黑。 ( 1 ) 热裂解法：将烃类原料在无氧( 隔绝空气)，无火焰的条件下，热分解为氢气和炭黑。生产装置中可设置两台裂解炉，炉内衬耐火材料并用耐火砖砌成花格成方型通道，生产时，先通入空气和燃料气在炉内燃烧并加热格子砖，然后停止通空气和燃料气，用格子砖蓄存的热量裂解通入的原料气，生成氢气和炭黑，两台炉子轮流进行蓄热和裂解，循环操作，将炭黑与气相分离后气体经提纯后可得纯氢，其中氢含量依原料不同而异，例如原料为天然气，其氢含量可达 85 % 以上。 天然气高温热裂解制氢技术，其主要优点在于制取高纯度氢气的同时，不向大气排放 二氧化碳，而是制得更有经济价值、易于储存且可用于未来碳资源的固体碳，减轻了环境的温室效应。除了间歇反应有人曾做过天然气连续裂解的尝试。天然气催化裂解可以提高裂解速度，生成的纳米碳也能催化甲烷裂解过程。甲烷分解反应吸热75.3 kJ/mol，因此最 少需要甲烷燃烧( 887kJ/mol ) 的9 % 来提供反应所需热量。该方法技术较简单 , 经济上也 还合适。 ( 2 ) 等离子体法：在反应器中装有等离子体炬，提供能量使原料发生热分解。等离子气是氢气，可以在过程中循环使用，因此，除了原料和等离子体炬所需的电源外不需要额外能量源。用高温产品加热原料使其达到规定的要求，多余的热量可以用来生成蒸汽。在规

物理化学第二章 热力学第一定律

第二章 热力学第一定律 一．基本要求 1．掌握热力学的一些基本概念，如：各种系统、环境、热力学状态、系 统性质、功、热、状态函数、可逆过程、过程和途径等。 2．能熟练运用热力学第一定律，掌握功与热的取号，会计算常见过程中 的, , Q W U ?和H ?的值。 3．了解为什么要定义焓，记住公式, V p U Q H Q ?=?=的适用条件。 4．掌握理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数，能熟练地运用热力学 第一定律计算理想气体在可逆或不可逆的等温、等压和绝热等过程中， , , , U H W Q ??的计算。 二．把握学习要点的建议 学好热力学第一定律是学好化学热力学的基础。热力学第一定律解决了在恒 定组成的封闭系统中，能量守恒与转换的问题，所以一开始就要掌握热力学的一 些基本概念。这不是一蹴而就的事，要通过听老师讲解、看例题、做选择题和做 习题等反反复复地加深印象，才能建立热力学的概念，并能准确运用这些概念。 例如，功和热，它们都是系统与环境之间被传递的能量，要强调“传递”这 个概念，还要强调是系统与环境之间发生的传递过程。功和热的计算一定要与变 化的过程联系在一起。譬如，什么叫雨？雨就是从天而降的水，水在天上称为云， 降到地上称为雨水，水只有在从天上降落到地面的过程中才被称为雨，也就是说， “雨”是一个与过程联系的名词。在自然界中，还可以列举出其他与过程有关的 名词，如风、瀑布等。功和热都只是能量的一种形式，但是，它们一定要与传递 的过程相联系。在系统与环境之间因温度不同而被传递的能量称为热，除热以外， 其余在系统与环境之间被传递的能量称为功。传递过程必须发生在系统与环境之 间，系统内部传递的能量既不能称为功，也不能称为热，仅仅是热力学能从一种 形式变为另一种形式。同样，在环境内部传递的能量，也是不能称为功（或热） 的。例如在不考虑非膨胀功的前提下，在一个绝热、刚性容器中发生化学反应、 燃烧甚至爆炸等剧烈变化，由于与环境之间没有热的交换，也没有功的交换，所 以0, 0, 0Q W U ==?=。这个变化只是在系统内部，热力学能从一种形式变为

甲醇重整制氢装置项目可研报告备案用(专业版)

甲醇重整制氢装置项目可研报告 （备案用/专业版） 普慧投资研究中心

甲醇重整制氢装置项目可研报告 （备案用/专业版） 项目负责人：齐宪臣注册咨询工程师 参加人员：郑西芳注册咨询工程师 胡冰月注册咨询工程师 王子奇高级经济师 杜翔宇高级工程师 项目审核人：张子宏注册咨询工程师 普慧投资研究中心

目录 甲醇重整制氢装置项目可研报告常见问题解答 .... 错误!未定义书签。 1、甲醇重整制氢装置项目应该在经信委还是发改委立项？ (1) 2、编制甲醇重整制氢装置项目可研报告企业需提供的资料清单 (1) 一、总论 (2) （一）项目背景 (2) 1、项目名称 (2) 2、建设单位概况 (2) 3、可研报告编制依据 (2) 4、项目提出的理由与过程 (3) （二）项目概况 (3) 1、拟建项目 (3) 2、建设规模与目标 (3) 3、主要建设条件 (3) 4、项目投入总资金及效益情况 (4) 5、主要技术经济指标 (4) （三）主要问题说明 (6) 1、项目资金来源问题 (6) 2、项目技术设备问题 (6) 3、项目供电供水保障问题 (6) 二、市场预测 (7) （一）甲醇重整制氢装置市场分析 (7) 1、国际市场 (7) 2、国内市场 (7) （二）主要竞争企业分析（略） (8) （三）目标市场分析 (9) 1、目标市场调查 (9) 2、价格现状与预测 (10) （四）营销策略 (10)

1、销售队伍建设 (10) 2、销售网络建设 (10) 3、销售策略 (10) 三、建设规模与产品方案 (12) （一）建设规模 (12) （二）产品方案 (12) 四、场址选择 (13) （一）场址所在位置现状 (13) 1、地点与地理位置 (13) 2、场址土地权属类别及占地面积 (13) 3、土地利用现状 (14) （二）场址建设条件 (14) 1、地理环境位置 (14) 2、地形、地貌 (14) 3、气候、水文 (14) 4、交通运输条件 (14) 5、公用设施社会依托条件 (14) 6、环境保护条件 (15) 7、法律支持条件 (15) 8、征地、拆迁、移民安置条件 (15) 9、施工条件 (15) 五、技术方案、设备方案和工程方案 (16) （一）技术方案 (16) 1、生产方法 (16) 2、工艺流程 (17) （二）主要设备方案 (18) 1、设备选配原则 (18) 2、设备选型表 (19) （三）工程方案 (20) 1、土建工程设计方案 (20)

第03章化学反应系统热力学习题及答案物理化学

第三章 化学反应系统热力学 习题及答案 § 标准热化学数据（P126） 1. 所有单质的 O m f G ? (T )皆为零为什么试举例说明 答：所有处于标准态的稳定单质的O m f G ? (T ) 皆为零，因为由稳定单质生成稳定单质 的状态未发生改变。如：单质碳有石墨和金刚石两种，O m f G ? ,石墨)=0，而O m f G ? ,金 刚石)= kJ·mol -1 (课本522页)，从石墨到金刚石状态要发生改变，即要发生相变， 所以O m f G ? ,金刚石)不等于零。 2. 化合物的标准生成热(焓)定义成：“由稳定单质在和100KPa 下反应生成1mol 化合物的反应热”是否准确为什么 答：标准生成热(焓)的定义应为：单独处于各自标准态下，温度为T 的稳定单质生成单独处于标准态下、温度为T 的1mol 化合物B 过程的焓变。此定义中（1）强调压力为一个标准大气压，而不强调温度；（2）变化前后都单独处于标准态。 3. 一定温度、压力下，发生单位化学反应过程中系统与环境交换的热Q p 与化学反应摩尔焓变r m H ?是否相同为什么 答： 等压不作其他功时（W’=0），数值上Q p =n r H ?。但Q p 是过程量，与具体的过程有关；而r m H ?是状态函数，与过程无关，对一定的化学反应有固定的数值。如将一个化学反应至于一个绝热系统中，Q p 为零，但r m H ?有确定的数值。 § 化学反应热力学函数改变值的计算（P131） 1. O m r G ?(T )、m r G ?(T )、O m f G ?(B,相态,T )各自的含义是什么 答：O m r G ?(T )： 温度为T ，压力为P θ，发生单位反应的ΔG； m r G ?(T )：温度为T ，压力为P ，发生单位反应的ΔG；

化学反应工程复习题 热力学

第一章 绪论 1. 化学反应工程是一门研究______________的科学。（化学反应的工程问题） 2. 化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学，既以_______作为研究对象，又以_______为研究对象的学科体系。（化学反应、工程问题） 3. _______是化学反应工程的基础。（ 三传一反） 4. 化学反应过程按操作方法分为_______、_______、_______操作。（分批式操作、连续式操作、半分批式） 5. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指_______、_______、_______。（传质、传热、动量传递） 6. 不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称_______。（数学模型） 7. 在建立数学模型时，根据基础资料建立物料、热量和动量衡算式的一般式为_______。（累积量=输入量-输出量） 8.“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指_______。（D ） A ．化学反应 B. 反应工程 C. 反应热力学 D. 反应动力学 9.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是_______。（A ） A. 能量传递 B. 质量传递 C. 热量传递 D. 动量传递 第二章 均相反应动力学 1. aA + bB pP + sS 对于反应，则=P r _______)(A r -。（ a p ） 2.着眼反应组分K 的转化率的定义式为_______。（ 00K K K K n n n -= χ） 3. 化学反应速率式为β αB A C A C C K r =-，用浓度表示的速率常数为C K ，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数P K ，则C K =_______P K 。（) ()(βα+RT ） 4. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。（反应速率） 5. 一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向反应级数为未知时，采用______________法来求反应级数。（初始速率法） 6. 平行反应A P(主) S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。（浓度、温度） 7. 如果平行反应 A P(主) S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高选择性P S 应 _______。(提高温度) 8. 一级连串反应A S K 1 K 2 P 在平推流反应器中，为提高目的产物P 的收率，应 ______12/k k 。（降低） 9.化学反应O H CH H CO 2423+?+，其中化学反应计量系数为-1的是哪种物质______。（A ） A. CO B. 2H C. 4CH D. O H 2 10.对于一非恒容均相化学反应αA A αB B ，反应组分A 的化学反应速率 =-A r _______。（A ） A. Vdt dn r A A -=- B. Vdt dn r B A -=- C. dt dC r A A -=- D. dt dC r B A -=-

催化反应的热力学与动力学

第三章 催化反应的热力学和动力学 一、催化反应的热力学热力学 化学和酶催化反应和普通化学反应一样，都是受反应物转化为产物过程中的能量变化控制的。因此要涉及到化学热力学、统计学的概念。下面对催化反应热力学作简要介绍。 1．热力学第一定律（又称为能量守恒与转化定律） 实际上是能量守恒和转化定律的说明。能量有各种形式，能够从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，但在转化和传递中，能量的总量保持不变。如果反应开始时体系的总能量是U 1，终了时增加到U 2，那么，体系的能量变化U ?为： U ?=U 2-U 1 (3-1) 如果体系从环境接受的能量是热，那么，体系还可以膨胀作功，所以体系的能量变化U ?必须同时反映出体系吸收的热`和膨胀所作的功。体系能量的这种变化还可以表示为： U ?=Q -W （3-2） Q 是体系吸收的热能，体系吸热Q 为正值，体系放热（或体系的热量受到损失）Q 为负值；W 是体系所作的功，当体系对环境作功时，W 值是正的，当环境对体系作功时，W 值是负的。体系能量变化U ?仅和始态及终态有关，和转换过程中所取得途径无关，是状态函数。 大多数化学和酶催化反应都在常压下进行，在这一条件下操作的体系，从环境吸收热量时将伴随体积的增加，换言之，体系将完成功。在常压p ，体积增加所作的功为： ??==V p pdV W （3-3） 这里，△V 是体系体积的变化值（即终态和始态时体积的差值）。因此，这时在常压下，体系只作体积功时，热力学一律的表达式为： U ?=V p Q p ?- (3-4) 对在常压下操作的封闭体系，H Q p ?=，△H 是体系热函的变化。因此，对常压下操作的体系：热力学一律的表达式为：V p U H ?+?=? （3-5） △U 和p △V 对描述许多化学反应十分重要。但对发生在水溶液中的反应有其特殊性，因为水溶液中的反应没有明显的体积变化，p △H 接近于零。△H ≈△U ，所以对在水溶液中进行的任何反应，可以用热函的变化△H 来描述总能量的变化，而这个量△H 是可以测定的。

化学反应热力学自测题答案

1、对反应CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) ( B ) (A)=1 (B)=K c (C)＞K c (D)＜K c 2、化学反应体系在等温等压下发生Δξ= 1 mol 反应,所引起体系吉布斯自由能的改变值Δr G m的数值正好等于体系化学反应吉布斯自由能(G/ξ)T,p,的条件是：（D） (A) 体系发生单位反应 (B) 反应达到平衡 (C) 反应物处于标准状态 (D) 无穷大体系中所发生的单位反应 3、饱和溶液中溶剂的化学势与纯溶剂的化学势的关系式为： ( C ) （A）（B）（C）（D）不能确定 4、饱和溶液中溶质的化学势与纯溶质的化学势的关系式为： ( A ) （A）（B）（C）（D）不能确定 5、不饱和溶液中溶剂的化学势与纯溶剂的化学势的关系式为： ( C ) （A）（B）（C）（D）不能确定 6、不饱和溶液中溶质的化学势与纯溶质的化学势的关系式为： ( C ) （A）（B）（C）（D）不能确定 7、化学反应等温式Δr G m=+ RT ln Q a，当选取不同标准态时，反应的将改变，该反应的 Δr G m和Q a将： ( C ) (A) 都随之改变 (B) 都不改变 (C) Q a变，Δr G m不变 (D) Q a不变，Δr G m改变 8、在等温等压下，当反应的= 5 kJmol-1时，该反应能否进行？ ( C ) (A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行 9、已知反应2NH3= N2+ 3H2在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那

么，在此条件下，氨的合成反应(1/2) N2+(3/2) H2= NH3的标准平衡常 数为： ( C ) (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1 10、某化学反应在298 K时的标准吉布斯自由能变化为负值,则该温度时 反应的K将是： ( C ) (A) K= 0 (B) K< 0 (C) K> 1 (D) 0 < K< 1 11、25℃时水的饱和蒸气压为3.168 kPa,此时液态水的标准生成吉布斯 自由能为- 237.19 kJ·mol-1，则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为： ( D ) (A) -245.76 kJmol-1 (B) -229.34 kJmol-1 (C) -245.04 kJmol-1 (D) -228.60 kJmol-1 12、理想气体反应的与温度的关系为： 若在标准状态下的反应向右进行，则应控制反应的温度： （B） （A）须高于409.3 K （B）须低于409.3 K （C）须等于409.3 K （D）须低于409.3 C 13、对理想气体反应 CO(g) + H2O(g) = H2(g) + CO2(g) ,下述哪种关系是 正确的？ ( B ) (A) K x< K p (B) K p= K x (C) K x= K c (D) K p< K c 14、理想气体反应平衡常数K x与K c的关系是∶ ( D ) (A) K x= K c(RT) (B) K x= K c p (C) K x= K c(RT/p (D) K x= K c(V/n B) 15、在1100℃时,发生下列反应： (1) C(s) + 2S(s) = CS2(g) K1= 0.258 (2) Cu2S(s) + H2(g) = 2Cu(s) + H2S(g) K2= 3.9×10-3 (3) 2H2S(g) = 2H2(g) + 2S(s) K3= 2.29×10-2 则1100℃时反应 C(s) + 2Cu2S(s) = 4Cu(s) + CS2(g) 的K为： (A ) (A) 8.99×10-8 (B) 8.99×10-5 (C) 3.69×10-5 (D)3.69×10-8 16、气相反应 A＋B ＝ 2L＋M ,在 25℃下和恒定容器内进行，最初 A 和

化学反应热力学(总结)

化学反应热力学 本章基本要求 1、了解规定焓及标准生成焓、标准生成自由能等基本概念，能运用赫斯定律、基尔霍夫定律计算化学过程的热力学函数的改变量。 2、准确理解化学反应的θ m m rG rG ??和间的关系、区别，掌握化学反应自发方向和限度的判据。 3、熟练掌握气相反应、液相反应及多相反应标准平衡常数K θ 的热力学表达式，掌握K θ 与各实验平衡常数间的关系及相互换算。 4、会用标准热力学数据、平衡转化率及平衡体系组成等计算K θ 及其它实验平衡常数。 化学中讨论物质的变化可分为三个层次。物理变化（相变）是一种物理过程，其分子运 动形态及聚集方式发生变化，但分子本量不改变。即分子的种类、数目是守恒的。化学反应则是分子的变革过程，它是分子内部原子结合方式及运动形态发生改变，但原子实（原子核加内层电子）基本不变。即原子种类及数目是守恒的，但分子种类及数目是改变的。核化学研究的核反应为原子核的变革过程，原子种类及数目发生改变，但更为基本的粒子是守恒的。 前面两章讨论的主要是物理变化，本章阐述化学反应系统热力学。本章分为两大部分，第一部分是化学反应热效应，即热力学，解决化学反应的能量衡算问题。第二部分是化学反应平衡规律，解决化学反应的方向、限度及影响平衡因素等。显然，这些问题与国计民生息息相关。 §3.1 在物理化学数据手册中所载的热化学数据是研究化学反应系统热力学性质最为重要的依据，它在理论研究及化工生产中都具有十分重要的价值。为正确使用这些数据，必须清楚其来源与有关规定。 为便于交流、收集与使用热化学数据，热力学规定了物质在不同聚集态的标准态（standard state ）。对纯气、液、固体只规定压力为P θ ，未对温度作统一限制。由于热力学量是与温度密切相关的，化学热力学不得不选择某一温度下的标准态作为参考态（通常选298.15K ），并规定了物质在参考态下的热力学函数值。据此，人们便可确定物质热力学函数在任何状态下的相对值（相对于参考态）。由于参考态的数值是人为规定的，所以这些相对值又称为规定值。 1.1 Conventional enthalpy(H θ ) 人为规定物质在参考态下的焓值称为规定焓，记为H θ （B ，298.15K ）。可分为以下几种类型。

(物理化学)第三章 化学反应热力学总结

第三章 化学反应热力学总结 本章主要是运用热力学的基本概念、原理和方法研究化学反应的能量变化，引入反应焓与温度的关系式——Kirchhoff 公式，建立热力学第三定律以求算化学反应的熵变，引入化学热力学重要关系式——Gibbs-Helmholtz 方程。 一、 基本概念 1、化学反应进度 ()/B B d dn ξξν= B B n /?ξ=?ν 或 B B n /ξ=?ν 2、盖斯定律 3、标准生成热 4、标准燃烧热 5、热力学第三定律 6、规定熵与标准熵 二、化学反应焓变的计算公式 1、恒压反应焓与恒容反应焓的关系 p,m V,m B B Q Q (g)RT =+ν ∑ 或 p ,m V ,m B B H U (g )R T ?=?+ν∑ 简写为： m m B B H U (g)RT ?=?+ν∑ 2、用f B H ?$计算r m H ?$： r m H ?$ (298K)= B f B B H (298K)ν ?∑$ 3、由标准燃烧焓c m H ?!的数据计算任一化学反应的标准反应焓r m H ?! ()r m H 298K ?=$()B C m,B B H 298K -ν?∑$ 4、计算任意温度下的r m H ?!——基尔霍夫公式 （1）微分式 r m B p,m p,m B p H (T)C (B)C T ????=ν=??????∑$ （2）已知()r m H 298K ?$ 求任意温度下的r m H ?! 当(),p m C B 表示式为形式： ()2 ,p m C B a bT cT =++ 时 ()()T 2r m r m 298K H TK H 298K (a bT cT )dT ?=?+?+?+??$ $，积分得： ()()()()22 33r m r m b c H TK H 298K a T 298T 298(T 298)23 ???=?+?-+ -+-$$ 若令：230r m b c H H (298k)a 29829829823???=?-??-?-?$ 则： 23r m 0b C H (TK)H aT T T 23 ???=?+?++$

化学热力学基础习题

第6章化学热力学初步习题目录 第一部分化学热力学基础、热化学 一判断题；二选择题；三填空题；四计算题 第二部分熵、吉氏函数与化学反应方向 一判断题；二选择题；三填空题；四计算题 第一部分化学热力学基础、热化学 一判断题 1气体的标准状况与物质的标准态是同一含义。（） 2在恒温恒压下，某化学反应的热效应Q p=△H＝H2－H1，因为H是状态函数，故Q p也是状态函数。（） 3系统状态一定，状态函数就有确定的值。（） 4在恒温恒压条件下，反应热只取决于反应的始态和终态，而与过程的途径无关。（）5功和热是系统与环境间能量传递的两种形式。（） 6气体膨胀或被压缩所做的体积功是状态函数。（） 7由环境中吸收热量，系统的热力学能增加。（） 8环境对系统做功，系统的热力学能增加。（） 9系统的焓等于系统的热量。（） 10系统的焓等于恒压反应热。（） 11系统的焓变等于恒压反应热。（） 12反应的热效应就是该反应的焓变。（） 13由于CaCO3的分解是吸热的，故它的生成焓为负值。（） Cl2(g)→NaCl(s)的△r H＝-411.1kJ·mol-1，即该温度下NaCl(s)的14298K时反应Na(s)+1 2 标准摩尔生成焓为-411.1kJ·mol-1。（）

15298.15K时由于Na+(g)+Cl-(g)→NaCl(s)的△r H=-770.8kJ·mol-1，则NaCl(s)的标准摩尔生成焓是-770.8kJ·mol-1。（） 16298K时，反应CO(g)+Cl2(g)→COCl2(g)的△r H=-108kJ·mol-1，则△f H(COCl2，g)=-108kJ·mol-1。.（） 17所有气体单质的标准摩尔生成焓都为零。（） 18△f H(Br2,g)=0kJ·mol-1。（） 19298K时石墨的标准摩尔生成焓为零。（） 20在密闭容器中盛有等物质的量的N2(g)和O2(g)，使其反应生成NO(g)，保持反应在等温下进行，则该反应的焓变一定等于△f H(NO,g)。.（） 21已知在某温度和标准态下，反应2KClO3(s)→2KCl(s)+3O2(g)进行时，有2.0molKClO3分解，放出89.5kJ的热量，则在此温度下该反应的△r H＝－89.5kJ·mol-1。（） 22反应H2(g)+Br2(g)→2HBr(g)的△r H与反应H2(g)+Br2(l)→2HBr(g)的△r H相同。（） 23298K、标准态时，NH3(g)与O2(g)反应生成NO(g)和H2O(g)，每氧化1molNH3(g)放 出226.2kJ热量，则其热化学方程式为NH3(g)+5 4O2(g)→NO(g)+3 2 H2O(g)，△ r H=-226.2kJ。（） 24反应N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)的△r H与反应1 2N2(g)+3 2 H2(g)→NH3(g)的△r H相 同。（） 25相同质量的石墨和金刚石，在相同条件下燃烧时放出的热量相等。....（） 二选择题 1下列各物理量中，为状态函数的是（）。 (A)△H；(B)Q；(C)H；(D)△U。 2下列各物理量中，为状态函数的是（）。

第二章 化学反应热力学

第二章 电化学反应热力学 第一节 电化学体系 一、两类电化学装置 镀镍是重要电化学工业之一，其装置 示意图如图2．1所示镀镍溶液(主要成分为 NiS04，还有缓冲剂、添加剂等) 电解槽或电解池：把两个电极与直流电源连结， 使电流通过体系的装置 原电池或化学电源：在两电极与外电路中的负载 接通后自发地将电能送到外电路的装置。 上述两类电化学装置，也称为电化学体系。 原电沲与电解池的两个电极之间存在着电位差，电位较高的电极称为正极， 电位较低的电极称为负极。在自发电池中，电流(习惯上指正电荷)自正极经外电路流向负极。电解池的正、负极分别与外电源的正、负极相连。事实上，在外电路传送的电荷都是电子，电子流动方向与习惯上认为的电流方向相反。 人为规定使正电荷由电极进入溶液的电极称为阳极，使正电荷由溶液进入电极的电极称为阴极，在阳极上进行氧化反应，在阴极上进行还原反应。 在电解时，正极是阳极，负极是阴极。在原电池中负极是阳极，正极是阴极。用正、负极名称是按电位高低来区分，用阴、阳极名称是按电极进行还原或氧化反应来区分。也有用氧化极、还原极来称呼电极的，前者即阳极、后者为阴极。 电流通过电化学体系，必须有两类导体：电子导体和离子导体，以及在这两类导体的界面上进行电化学反应。因此，电化学的研究对象应当包括三部分：电子导体、离子导体、两类导体的界面及其上发生的一切变化。电子导体属于物理研究的范围，在电化学中一般只引用它们所得的结论。离子导体包括电解质溶液、熔融盐和固体电解质。 经典电化学的主要内容:电解质溶液理论。 近代电化学的主要内容: 两类导体的界面性质及界面上所发生的变化, 涉及 图 2.1 镀镍装置示意 图

化学热力学动力学总结

化学热力学动力学总结 大学《普通化学》的学习让我们认识到了高中化学与大学化学的不同之处，虽说机械专业对化学的学习只要求认识，但化学这一自然科学的学习对材料科学还是有很大的帮助的，因此我们还是要了解相关知识的。 同时我们还应能够去适应大学的化学，毕竟大学的更深入，理论性更强，分类也多了，一大堆理论。总结就是，高中学的是一些浅显的结论及简单的原理知识，大学将更深层次地学习这些结论，以及结论怎么得到的，更加严谨，符号也不同了，尤其是对高数知识的应用。 以下内容就是我对学完化学热化学及化学反应的基本原理的总结，主要着手于对热力学和动力学的认识及其重点知识和如何解决实际问题所述。 热力学和动力学的认识 热力学是要了解化学反应进行的方向还有最大限度以及外界条件对平衡的影响，动力学则是了解反应进行的速率以及中间的历程，就是常说的反应机理。最大的特点热力学不考虑时间，只考虑化学反应始末状态，动力学就要考虑时间。 ＜热力学＞ 从能量转化观点研究物质的热性质，揭示能量从一种形式转化为另一种形式时所遵从的宏观规律。热力学三定律是热化学的基础。 化学的热力学就是将热力学的原理应用于化学变化。化学的热力

学必须研究解决的问题是方向性问题：反应能否自发进行；化学平衡问题：给定条件下，有多少反应物最大限度转化为产物。一句话，化学热力学只回答反应的可能性问题。 化学热力学的特点是： i.研究对象为大量分子的集合体，研究宏观物质，具有统计意义。ii.只考虑变化前后的净结果，不考虑物质的微观结构和反应机理。iii.能判断变化能否自发进行以及进行到什么程度，但不考虑所需时间。 化学热化学的局限性：不知道机理速率和微观性质；只讲可能性，不讲现实性。 ＜动力学＞ 化学动力学把热力学的可能性变为现实性，满足生产和科技的要求。 化学动力学讲反应速率（快慢）及其影响因素反应机理(怎样进行)，即反应的现实性。化学动力学才回答反应的现实性问题。对于一个化学反应化学动力学必须研究的一个问题是：实现这种转化需要多久时间？如何转化?即:反应速率，反应机理。同时我认为化学热力学是化学动力学的基础，是为解决化学反应所服务的。 ＜热力学和动力学重点知识＞ 热力学第一定律：若封闭系统由始态(U1)变到终态(U2)，同时系统从环境吸热(q)得功(w)则系统热力学能的变化为 U=U2-U1=q+w

第三章 化学反应热力学

Chapter3 Thermodynamics in Chemical Reaction System 本章基本要求 1、了解规定焓及标准生成焓、标准生成自由能等基本概念，能运用赫斯定律、基尔霍夫定律计算化学过程的热力学函数的改变量。 2、准确理解化学反应的θ m m rG rG ??和间的关系、区别，掌握化学反应自发方向和限度 的判据。 3、熟练掌握气相反应、液相反应及多相反应标准平衡常数K θ 的热力学表达式，掌握K θ 与各实验平衡常数间的关系及相互换算。 4、会用标准热力学数据、平衡转化率及平衡体系组成等计算K θ 及其它实验平衡常数。 化学中讨论物质的变化可分为三个层次。物理变化（相变）是一种物理过程，其分子运 动形态及聚集方式发生变化，但分子本量不改变。即分子的种类、数目是守恒的。化学反应则是分子的变革过程，它是分子内部原子结合方式及运动形态发生改变，但原子实（原子核加内层电子）基本不变。即原子种类及数目是守恒的，但分子种类及数目是改变的。核化学研究的核反应为原子核的变革过程，原子种类及数目发生改变，但更为基本的粒子是守恒的。 前面两章讨论的主要是物理变化，本章阐述化学反应系统热力学。本章分为两大部分，第一部分是化学反应热效应，即热力学，解决化学反应的能量衡算问题。第二部分是化学反应平衡规律，解决化学反应的方向、限度及影响平衡因素等。显然，这些问题与国计民生息息相关。 §3.1 Standard thermochemical data 在物理化学数据手册中所载的热化学数据是研究化学反应系统热力学性质最为重要的依据，它在理论研究及化工生产中都具有十分重要的价值。为正确使用这些数据，必须清楚其来源与有关规定。 为便于交流、收集与使用热化学数据，热力学规定了物质在不同聚集态的标准态（standard state ）。对纯气、液、固体只规定压力为P θ ，未对温度作统一限制。由于热力学量是与温度密切相关的，化学热力学不得不选择某一温度下的标准态作为参考态（通常选298.15K ），并规定了物质在参考态下的热力学函数值。据此，人们便可确定物质热力学函数在任何状态下的相对值（相对于参考态）。由于参考态的数值是人为规定的，所以这些相对值又称为规定值。 1.1 Conventional enthalpy(H θ ) 人为规定物质在参考态下的焓值称为规定焓，记为H θ （B ，298.15K ）。可分为以下几种类型。

热力学基本概念

潍坊职业学院教案案首

3）孤立体系（isolated system ） 体系与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故又称为隔离体系。有时把封闭体系和体系影响所及的环境一起作为孤立体系来考虑 注意： 可见，体系与环境的划分并不是绝对的，实际上带有一定的人为性。原则上说，对于同一问题，不论选哪个部分作为体系都可将问题解决，只是在处理上有简便与复杂之分。因此，要尽量选便于处理的部分作为体系。一般情况下，选择哪一部分作为体系是明显的，但是在某些特殊场合下，选择方便问题处理的体系并非一目了然。 2 、状态函数

体系的一些性质，其数值仅取决于体系所处的状态，而与体系的历史无关；它的变化值仅取决于体系的始态和终态，而与变化的途径无关。具有这种特性的物理量称为状态函数（state function）。 状态函数的特性可描述为：异途同归，值变相等；周而复始，数值还原。 状态函数在数学上具有全微分的性质。 体系的性质-状态函数性质 用宏观可测性质来描述体系的热力学状态，故这些性质又称为热力学变量。可分为两类： 广延性质（extensive properties） 又称为容量性质，它的数值与体系的物质的量成正比，如体积、质量、熵等。这种性质有加和性，在数学上是一次齐函数。 强度性质（intensive properties） 它的数值取决于体系自身的特点，与体系的数量无关，不具有加和性，如温度、压力等。它在数学上是零次齐函数。指定了物质的量的容量性质即成为强度性质，如摩尔热容。 3.过程与途径 （1）体系状态的任何变化称过程(process)。 始态————————————————→终态 过程（具体可通过不同的途径来实现） (2) 实现状态变化的具体步骤称为途径(path)。 根据过程有无相变及化学反应分： 简单状态变化过程：T，p，V变化 化学变化过程 相变过程 常见的变化过程 ◆恒温过程：T始=T终=T外=常数 ◆恒压过程: p始=p终=p外=常数

化学反应热力学自测题答案

1、对反应CO(g)+H 2O(g)=H 2(g)+CO 2(g) ( B ) (A) O K =1 (B) O K =K c (C) O K ＞K c (D) O K ＜K c 2、化学反应体系在等温等压下发生Δξ= 1 mol 反应,所引起体系吉布斯自由能的改变值Δr G m 的数值正好等于 体系化学反应吉布斯自由能 (?G /?ξ)T ,p ,i n 的条件是： （ D ） (A) 体系发生单位反应 (B) 反应达到平衡 (C) 反应物处于标准状态 (D) 无穷大体系中所发生的单位反应 3、饱和溶液中溶剂的化学势μ与纯溶剂的化学势μ*的关系式为： ( C ) （A ）μμ=* （B ）μμ>* （C ）μμ<* （D ）不能确定 4、饱和溶液中溶质的化学势μ与纯溶质的化学势μ*的关系式为： ( A ) （A ）μμ=* （B ）μμ>* （C ）μμ<* （D ）不能确定 5、不饱和溶液中溶剂的化学势μ与纯溶剂的化学势μ*的关系式为： ( C ) （A ）μμ=* （B ）μμ>* （C ）μμ<* （D ）不能确定 6、不饱和溶液中溶质的化学势μ与纯溶质的化学势μ*的关系式为： ( C ) （A ）μμ=* （B ）μμ>* （C ）μμ<* （D ）不能确定 7、化学反应等温式 Δr G m =O m G r ?+ RT ln Q a ，当选取不同标准态时，反应的O m G r ?将改变，该反应的 Δr G m 和 Q a 将： ( C ) (A) 都随之改变 (B) 都不改变 (C) Q a 变，Δr G m 不变 (D) Q a 不变，Δr G m 改变 8、在等温等压下，当反应的O m G r ?= 5 kJ ?mol -1时，该反应能否进行？ ( C ) (A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行 9、已知反应 2NH 3= N 2+ 3H 2在等温条件下，标准平衡常数为 0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应 (1/2) N 2+(3/2) H 2= NH 3 的标准平衡常数为： ( C ) (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1 10、某化学反应在298 K 时的标准吉布斯自由能变化为负值,则该温度时反应的K 将是： ( C ) (A) K = 0 (B) K < 0 (C) K > 1 (D) 0 < K < 1