
溫度對化學平衡的影響與濃度和壓力的影響不同,溫度改變將導致Kθ值發(fā)生變化,從而使平衡發(fā)生移動。
根據(jù)式△Gθ=△Hθ-T△Sθ和式△Gθ=-RTlnKθ=-2.303RTlgKθ(前面文章中提到),得到
lnKθ=(-△Hθ/RT)+△Sθ/R (1-28)
設某一可逆反應在溫度T1時的平衡常數(shù)為Kθ1,溫度為T2時的平衡常數(shù)為Kθ2,△Hθ和△Sθ在溫度變化不大時可視為常數(shù)。則
lnKθ1=(-△Hθ/RT1)+△Sθ/R
lnKθ2=(-△Hθ/RT2)+△Sθ/R
兩式相減,得
ln(Kθ2/Kθ1)=(△Hθ/R)(T2-T1)/T1T2 (1-29)
式(1-29)表明了溫度對平衡常數(shù)的影響:對于放熱反應,△Hθ<0,溫度升高(T2>T1),則Kθ2<Kθ1,平衡逆向移動。降低溫度則相反。對于吸熱反應,△Hθ>0,溫度升高,平衡向正方向移動。降低溫度將相反。總之系統(tǒng)溫度升高,平衡向吸熱反應方向移動;系統(tǒng)溫度降低,平衡向放熱反應方向移動。
例1-23 已知反應CO2(g)+H2(g)? CO(g)+H2O(g),在973K時Kθ1=0.62,在1073K時Kθ2=0.91,通過計算說明此反應是放熱反應還是是吸熱反應。
解:根據(jù)(1-29)式得到
ln(0.91/0.62)=(△Hθ/8.314)(1073-973)/1073×973
△Hθ=33.3kJ/mol>0
因此是吸熱反應。