溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響與濃度和壓力的影響不同,溫度改變將導(dǎo)致Kθ值發(fā)生變化,從而使平衡發(fā)生移動(dòng)。
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(shè)某一可逆反應(yīng)在溫度T1時(shí)的平衡常數(shù)為Kθ1,溫度為T(mén)2時(shí)的平衡常數(shù)為Kθ2,△Hθ和△Sθ在溫度變化不大時(shí)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(duì)平衡常數(shù)的影響:對(duì)于放熱反應(yīng),△Hθ<0,溫度升高(T2>T1),則Kθ2<Kθ1,平衡逆向移動(dòng)。降低溫度則相反。對(duì)于吸熱反應(yīng),△Hθ>0,溫度升高,平衡向正方向移動(dòng)。降低溫度將相反??傊到y(tǒng)溫度升高,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng);系統(tǒng)溫度降低,平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。
例1-23 已知反應(yīng)CO2(g)+H2(g)? CO(g)+H2O(g),在973K時(shí)Kθ1=0.62,在1073K時(shí)Kθ2=0.91,通過(guò)計(jì)算說(shuō)明此反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是是吸熱反應(yīng)。
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(yīng)。