Самостоятельная работа №4

Вариант № 8

 

Гетерогенная реакция между веществами А и В (табл. 1) протекает при постоянной температуре Т;

1) определите стандартное сродство веществ А и В при 298 К;

2) вычислите константы равновесия и  при температуре Т;

3) определите количество прореагировавшего твёрдого вещества А, если объём системы V м³, а исходное давление газа В равно Р₁, объёмом твердой фазы можно пренебречь;

4) определите изменение энергии Гиббса, для начала реакции, если исходное давление газообразных веществ В и С соответственно равны Р₂ и Р₃, реакция протекает при температуре Т, К идеально обратимо.

 

Таблица 1

Реакция	Т, К	Па	Па	Па	м3
	773	10	705	800	2

 

Решение:

 

 

1) Вычисление стандартного сродства  веществ А и В при 298 К;

 

 

2)Вычисление констант равновесия и  при температуре 773 К.

 

 

Вещество		, Дж/моль∙К			Температурный интервал
	0	16,86	4,77	– 8,54	298…2500
	0	31,46	3,39	– 3,77	298…3000
	-110,53	28,41	4,10	– 0,46	298…2500
	-	28,41	4,10	– 0,46	298…2500
	-	48,32	8,16	12,31	298…2500
	-9,47	– 19,91	–4,06	–12,77	298…2500

 

Константу равновесия  можно найти из соотношения:

 

 

3)Определение количества прореагировавшего твёрдого углерода, если объём системы  м³, а исходное давление газа  равно Па

 

, что говорит о том, что смесь неравновесная

 

		2

 

,

 

Равновесные парциальные давления определим по закону Дальтона:

 

;

;

 

где - общее давление. Закон действующих масс для данной реакции запишется так:

 

 

С учетом того, что углерода расходуется в 2 раза больше, чем кислорода, то количество прореагировавшего углерода составит 0,005 молей.

4) Определение изменения энергии Гиббса для начала реакции

Самостоятельная работа № 5

Вариант 8

 

Зависимость константы равновесия реакции от температуры (табл. 9) выражается уравнением  коэффициенты a, b, c и d приведены в табл. 1, давление выражено в Паскалях:

1. определите константу равновесия реакции при Т, К;

2. постройте график зависимости  в интервале температур от (Т – 100) до (Т + 100) К;

3. укажите, как изменяется константа равновесия при повышении температуры;

4. определите тепловой эффект реакции  при Т, К;

5. сопоставьте тепловой эффект, вычисленный в п. 4, с тепловым эффектом, вычисленным по закону Кирхгофа при температуре Т, К;

6. определите стандартное сродство реагирующих веществ при температуре Т, К.

 

Реакция (А)	К	Т, К
		500

 

Таблица 1

a	b	c	d
– 4600	0,623	– 0,001 02	17,776

 

Решение:

1)Определение константы равновесия при 500 К.

Заменяем десятичный логарифм натуральным, для чего умножаем обе части уравнения на .

 

Подставляем значение Т в полученное уравнение:

 

 

2)Построение графика зависимости  в интервале температур от 400 до 600 К;

 

400	7,489	475	9,724	550	10,558
425	8,156	500	9,747	575	10,908
450	8,747	525	10,173	600	11,228

 

3) Константа равновесия при повышении температуры увеличивается. Принимаем Т=1000К и повторяем расчет. Функция экспоненты в степени х является возрастающей, значит чем больше значение логарифма функции, тем больше сама функция.

 

 

4)Определение стандартного теплового эффекта при Т=500К

 

5)Сопоставление теплового эффекта, вычисленного в п. 4, с тепловым эффектом, вычисленным по закону Кирхгофа при температуре 500 К;

Сначала вычисляем стандартный тепловой эффект при 298 К.

 

 

Вычисление теплоёмкостей конечных и исходных продуктов реакции. Значения  и  взяты из приложения 1 методического пособия.

 

 

 

Небольшая разница возникает из-за погрешности вычисления.

6) Вычисление стандартного сродства  веществ А и В при 500 К;