凯氏定氮仪应在标准态下自发进行

时间:2016/11/19 10:02:01 浏览:

例14 碳酸钙的分解反应为:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)试计算:(1)此反应在标准态下,298.15K时能否自发进行?并比较上述两种算法的结果是否一致。(2)如果标准态下,反应在298.15K不能自发,那么需要加热到什么温度才能使之自发进行?(3)若使CO2的分压为0.020kPa,试计算该反应自发进行所需要的最低温度。  解:查表得到上述反应中各物质的热力学数据:CaCO3(s)CaO(s)CO2(g) ΔG砓(298.15K)/(kJ·mol1)1128.8604.2394.36fmΔH砓(298.15K)/(kJ·mol1)1206.8634.9393.51fmS砓(298.15K)/(J·K1·mol1)92.938.1213.7m  (1)方法一: 砓砓砓砓ΔrGm(298.15K)={ΔfGm(CaO,s)+ΔfGm(CO2,g)} ΔfGm(CaCO3,s)=(604.2kJ·mol1394.36kJ·mol1)(1128.8kJ·m


ol1)=130.24kJ·mol1  方法二:  ΔG砓(298.15K)= ΔH砓(298.15K)T ·ΔS砓(298.15K)rmrmrm砓砓砓={ΔfHm(CaO,s)+ΔfHm(CO2,g) ΔfHm(CaCO3,s)}砓砓砓 T ·{Sm(CaO,s)+Sm(CO2,g)Sm(CaCO3,s)}=(635.09kJ·mol1393.51kJ·mol1+1206.8kJ·mol1) 298.15K×(40+213.792.9)J ·K1·mol1×103=178.2kJ·mol1298.15K×0.1608kJ·K1·mol1=130.26kJ ·mol1  由上可见,两种方法的计算结果十分吻合。此结果表明:在标准态下,298.15K时上述砓反应 ΔrGm(298.15K)>0不能自发进行。砓  (2)要使上述反凯氏定氮仪应在标准态下自发进行,必须升高温度,使其 ΔrGm(T)<0,也就是使反应温度T高于转向温度T转,即砓砓T>T转=ΔrH砓m(T) ≈ΔrH砓m(298.15K) ΔrSm(T) ΔrSm(298.15K)178.2kJ·mol1=0.1608kJ·K1·mol1=1108.21K(835.06℃)  第四节 化学反应限度———化学平衡25  当温度升至1108.21K以上时,该反应在标准态下自发。  (3)当CO2的分压为0.020kPa时,该反应属非标准态下的反应。设这时题中反应能自发进行的最低温度为T,则根据式(141)有: 砓ΔrGm(T)=ΔrGm(T)+RTlnJ<0砓砓{ΔrHm(T)T·ΔrSm(T)}+RTlnJ<0近似为:{ΔH砓(298.15K)T·ΔS砓(298.15K)}+RTln(p/p砓)<0rmrmCO2由前面步骤(1)的计算结果可得:(178.2kJ·mol1T×0.1608kJ·K1·mol1)+(8.314×103)kJ·K1·mol1 ×Tln(0.020/100)<0178.2kJ·mol1所以T>0.2316kJ·K1·mol1=769.43K(496.


28℃)  由此可见,若维持CO2的分压为0.020kPa,当温度高于769.43K(496.28℃)时,CaCO3的分解反应能自发进行。比较(2)与(3)的结果发现,降低CO2(g)的分压会有利于CaCO3的分解。第四节 化学反应限度————化学平衡  前面已经介绍了如何判断化学反应的自发方向,解决了化学反应在指定条件下自发进行的方向性问题。但是,化学反应能进行到什么程度?当化学反应达到某一条件下的极限时,体系中各物质间的关系如何?怎样用热力学常数和函数来描述这种状况?它们受哪些因素的影响?如何改变这种状态?等等问题均须进一步讨论。一、可逆反应与化学平衡  1.可逆反应  在同一条件下,能同时向正逆两个方向进行的化学反应称为可逆反应(reversiblereaction)。习惯上,把从左向右进行的反应称为正反应,反方向进行的反应称为其逆反应。在化学方程式中常用两个相反的箭头()代替等号来表示。例如,汽车尾气无害化反应:1CO(g)+NO(g)CO2(g)+2N(g)2  从理论上讲,所有的化学反应都具有可逆性,只是不同反应的可逆程度不同而已。反应的可逆性和不彻底性是一般化学反应的普遍特征。由于正逆反应同处于一个体系中,所以在密闭容器中的可逆反应是不能进行到底的,也就是说此 26第一章 化学反应的基本规律 时反应物不可能全部转化为产物。但在敞开体系中,能通过改变条件来获得尽可能多的产物。  2.化学平衡  在恒温恒压且不做有用功时,可以用反应的吉布斯自由能变 ΔG来判断rm


凯氏定氮蒸馏器
定氮仪
-30低温恒温槽-立式
-5低温恒温槽-立式