На главную

  Совет научной молодёжи
  Института катализа им. ГК. Борескова СО РАН

Вход | Регистрация | Карта сайта
| Расширенный поиск

Аспирантура
Книги и пособия
Кафедра катализа и адсорбции
Кафедра физической химии
Версия для печати | Главная > Образование > Кафедра физической химии > Химическая термодинамика > ... > Задачи по химической термодинамике > 2. Химическое равновесие в гомогенных системах

Химическое равновесие в гомогенных системах

Химический потенциал

Химическое равновесие. Химический потенциал. Зависимость химических потенциалов от давления и температуры для идеальных: газа, растворенного вещества, твердого тела.

Химическое равновесие в идеальных газах

Полезная работа химической реакции. Направление самопроизвольного химического процесса в изолированной и закрытой системах. Условия равновесия закрытой химической системы. Расчет величины химического потенциала. Химическое сродство реакции. Закон действующих масс. Константа равновесия. Уравнение изотермы, изобары и изохоры химической реакции (зависимость констант равновесия от давления и температуры). Направление протекания химических процессов при выводе системы из термодинамического равновесия. Принцип Ле-Шателье. Теплоемкость реагирующей смеси. Равновесие в системах с большим числом линейно-независимых реакций. Определение числа линейно-независимых реакций.

Химическое равновесие в неидеальных системах

Летучесть (фугитивность). Химический потенциал неидеального газа. Уравнения состояния реальных газов – уравнение Ван-дер-Ваальса, Соаве – Редлиха – Квонга. Химическое равновесие в реальных газах. Активность. Коэффициент активности.


2.1. Химическое равновесие при протекании одной реакции между идеальными газами

Переход к разделу

46. (2/1-94). Вывести критерии самопроизвольного протекания термодинамических процессов в изолированной и закрытой системах.

47. (3/1-01). Вещество В способно диссоциировать согласно уравнению

Вгаз ↔ 2 Агаз.

В частности, при проведении процесса в режиме P  =  const достигается равновесная степень диссоциации αВ = 0,5,если вещество В вносится в реактор с начальным давлением ρоВ = 0,75 бар . Найдите степень диссоциации вещества В, если процесс проводится в режиме V = const , а в реактор вводится смесь аргона и газа В в мольном соотношении 1:1 при общем давлении 1 бар.

48. (3/1-03).Тепловой эффект реакции PCl5(г)  =  PCl3(г)  +  Cl2(г) в температурном интервале от 475 до 575 К равен 91546 Дж. При запуске PCl5 в пустой сосуд степень диссоциации этого соединения при 475 К и общем давлении 1,013 ·  105 Па равна 0,428. Определить степень диссоциации PCl5 в этомсосуде при 575 К и общем давлении 2,026 ·  105 Па.

49. (4/1-94). Для реакции    N2(г) + 3 H2(г)= 2 NH3(г)   известно,что    lg K P = 4189 T 6,028lgT+0,964 10 3 T+6,491 MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaciiBaiaacEgacaWGlbWaaSbaaSqaaiaadcfaaeqaaOGaeyypa0ZaaSaaaeaacaaI0aGaaGymaiaaiIdacaaI5aaabaGaamivaaaacqGHsislcaaI2aGaaiilaiaaicdacaaIYaGaaGioaiGacYgacaGGNbGaamivaiabgUcaRiaaicdacaGGSaGaaGyoaiaaiAdacaaI0aGaeyyXICTaaGymaiaaicdadaahaaWcbeqaaiabgkHiTiaaiodaaaGccaWGubGaey4kaSIaaGOnaiaacYcacaaI0aGaaGyoaiaaigdaaaa@5571@ .

Рассчитайте при 500 К величины Δ rGoT ,Δ rHoT,Δ rSoT , а также истинное молярное химическое сродство для этого процесса в условиях, когда парциальное давление N2 и H2 поддерживается равным 30 и 10 атм, а NH3 удаляется при парциальном давлении 3 атм. Экзергонна или эндергонна реакция в этих условиях?

50. (4/1-06). Сосуд,содержащий катализатор синтеза NH 3, был при 20° C заполнен смесью состава N2 : Н2 = 1:2 до атмосферного давления, а затем при постоянном объеме нагрет до 313 ° C.

Константа равновесия реакции N2  + 3 Н2  ↔2NН3 зависит от температуры как: ln K P = 11430 T 25,1 MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaciiBaiaac6gacaWGlbWaaSbaaSqaaiaadcfaaeqaaOGaeyypa0ZaaSaaaeaacaaIXaGaaGymaiaaisdacaaIZaGaaGimaaqaaiaadsfaaaGaeyOeI0IaaGOmaiaaiwdacaGGSaGaaGymaaaa@4319@ .

Каким будет равновесное давление NН3?

51. (2/Э-04). В какой пропорции (по числу молей) необходимо смешать азот и водород, чтобы получить максимальный выход аммиака после установления равновесия при некоторых заданных температуре и давлении?

52. (4/1-97).* Для процесса диссоциации идеального газа А2 = 2А выразить в явном виде зависимость константы равновесия KP от степени диссоциации α, измеряемой в изобарном (а) и изохорном (б) процессах. При каком начальном давлении Po(A2) будет достигаться α = 0,5 в случаях (а) и (б), если KP = 1 бар?

Решение

53. (2/Э-95). Оценить температуру, при которой может происходить заметная диссоциация воды по реакции

H2O = H2 + 1/2 O2,

если известны следующие термодинамические параметры:

для воды Δ f H 298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadAgaaeqaaOGaamisamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3CA3@  = –285,83(ж), –241,82(г) кДж/моль, S 298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4uamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3A27@   = 70,08(ж), 188,72(г) Дж/моль · К, ΔиспН = 40,66 кДж/моль; для Н2: S 298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4uamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3A27@   = 130,52 Дж/моль ·К; для О2: S 298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4uamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3A27@   = 205,04 Дж/моль ·К.

Общее давление в системе считать близким к атмосферному.

54. (2/Э-98). При какой температуре следует проводить реакцию

SO2 + 1/2 O2 = SO3

для обеспечения количественного выхода триоксида серы при атмосферном давлении смеси? Известно, что:

 

Δ f H 298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadAgaaeqaaOGaamisamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3CA3@ ,
кДж/моль

S 298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4uamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3A27@ ,
Дж/моль· К

C p,298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4qamaaDaaaleaacaWGWbGaaiilaiaaykW7caaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3D47@
Дж/моль · К

Δ исп H MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadIdbcaWGbrGaam4peaqabaGccaWGibaaaa@3AA9@ ,
кДж/моль

tкип,
°С

SO 2 (г)
3 (ж)
О2 (г)

–296,9
–439,0
0

248,1
122
205,0

39,9
180
29,4

29,4
40,8
6,8

–10
44,7
–183

55. (3/1-08). Константа реакции паровой конверсии СО (СО + Н2О →CO 2 + H2) при 673,3 K составляет 12,24, а при 652,2 K – 15,28. Оцените, при какой температуре должна подаваться в адиабатический аппарат смесь состава 12 % СО, 5% СО2, 38 % H2 ,45 % H2 , чтобы равновесное содержание СО в газе на выходе из реактора составляло менее 2 %. При оценке можно пренебречь изменением теплоемкости смеси в ходе реакции, Δr cP = 0 и полагать сP реакционной смеси равной 33 Дж/(моль К).

56. (3/Э-05). В процессе получения водорода влажный синтез-газ состава (54 % об. H2, 11 % CO, 6 % СО2 и 29 % H2 O) приводят в контакт с катализатором, при этом протекает реакция паровой конверсии СО:

СO + H2 O = CO2 + H2 .

Первую стадию паровой конверсии проводят до достижения равновесия при температуре 470оС, в результате чего содержание СО во влажном газе снижается до 5,0 % об. Оцените, при какой температуре следует проводить вторую стадию процесса для достижения остаточного содержания СО во влажном газе менее 0,5  % об. Для оценки полагать, что ΔrH0 = – 39 кДж/моль и слабо зависит от температуры.

57. (4/1-95). В промышленности большое значение играет реакция каталитической паровой конверсии метана в синтез-газ (смесь Н2 и СО):

СH4 + H2O ⇔ 3H2 + CO.

Используя данные термодинамического справочника, сделать приближенную оценку, при каких температурах следует проводить процесс для того, чтобы превращение метана происходило количественно. Требуется ли при этом дополнительно охлаждать или нагревать смесь в ходе процесса?

 

Δ f H 298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadAgaaeqaaOGaamisamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3CA3@ ,
кДж/моль

S 298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4uamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3A27@ ,
Дж/моль· К

C p,298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4qamaaDaaaleaacaWGWbGaaiilaiaaykW7caaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3D47@ ,
Дж/моль · К

Δ исп H MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadIdbcaWGbrGaam4peaqabaGccaWGibaaaa@3AA9@ ,
кДж/моль

tкип,
° С

CH4 (г)
Н2О (ж)
Н2О (г)
Н2 (г)
СО (г)

–74,85
–285,83
–241,82
0
–110,52

186,19
69,95
188,84
130,52
197,54

35,7
75,3
33,6
28,8
29,1

8,18
40,66
40,66
1,33
6,04

–161,5
100,0
100,0
–252,8
–191,5

58. (7/Э-01). В изобарический и поддерживающийся при давлении 2 бар теплоизолированный реактор, в котором может происходить реакция

CH4+ H2O ⇔ СО + 3Н2,

введены 1 моль метана и 10 молей воды. Нарисовать качественную зависимость теплоемкости данной системы от температуры и оценить среднюю теплоемкость системы в следующих диапазонах температур:

0–100 °С, 100–200 °С, 300–400 °С, 700–800 °С, 900–1000 °С.

При решении использовать таблицу из предыдущей задачи (4/1-95). Изменением теплоемкости газов при изменении температуры пренебречь.

59. (2/1-97) В термостатированном сосуде при постоянном давлении 3,62 · 106 Па находится равновесная смесь идеальных газов А и В. Константа равновесия А = В описывается уравнением

ln( KP) =–2500/ T + 5,0.

Определите теплоемкость cP одного моля этой равновесной смеси при Т = 500 К. При указанной температуре молярные теплоемкости ср(А) и ср(В) равны соответственно 22 и 38 Дж/(моль.К). В каком направлении будет меняться теплоемкость равновесной смеси при уменьшении общего давления?

60. (6/1-02).Оценить теплоемкость равновесной системы постоянного давления, содержащей 1 моль способного к изомеризации бутана, при температуре 550 К.

 

Δ f H 298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadAgaaeqaaOGaamisamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3CA3@ ,
кДж/моль

S 298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4uamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3A27@ ,
Дж/моль· К

C p,298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4qamaaDaaaleaacaWGWbGaaiilaiaaykW7caaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3D47@ ,
Дж/моль · К

н-С4Н10 (г)
изо-С4Н10 (г)

–126,15
-134,52

310,12
294,64

97,45
96,82

61. (3/1-05)Обратимая реакция A + B = C с участием идеальных газов описывается уравнением

ln K P = 24000 T 30,0 MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaciiBaiaac6gacaWGlbWaaSbaaSqaaiaadcfaaeqaaOGaeyypa0ZaaSaaaeaacaaIYaGaaGinaiaaicdacaaIWaGaaGimaaqaaiaadsfaaaGaeyOeI0IaaG4maiaaicdacaGGSaGaaGimaaaa@4311@ .

Смесь, в которой каждый из газов содержится в количестве 3 моля, помещают в жесткий герметически закрываемый реактор объемом 66.48 л и нагревают в термостате при 800 K. Какое количество тепла будет передано термостатом реакционной системе в процессе достижения ею химического равновесия?

Считается, что реакция протекает с заметной скоростью лишь при температурах T ≥ 800 K.

62. (4/1-98). Оценить равновесный состав газовой фазы для реакции

2 ' C6H5 CH3 = м- C6H 4(CH3)2+ C6 H6

при 400 К и давлении 1 бар, если исходно в систему был введен только толуол.

Вещество

Δ f H 298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadAgaaeqaaOGaamisamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3CA3@ , кДж/моль

S 298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4uamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3A27@ , Дж/моль · К

C6H5CH3( газ)
м-C6H4(CH3)2( газ)
C6H6(газ)

50,00
17,24
82,93

320,66
357,69
269,20

63. (2/1-00). Стандартные энергии Гиббса образования изомерных углеводородов С4Н8 в стандартных условиях равны 120,58 кДж/моль для 1-бутена, 121,32 кДж/моль для 2-бутена и 110,42 кДж/моль для циклобутана. Принимая, что Δср = 0 для всех реакций изомеризации, и полагая, что тепловой эффект реакций не зависит от температуры, определите состав равновесной смеси указанных углеводородов при 400 °С.

64. (4/1-07). Определить состав системы после достижения парциального равновесия реакции дегидратации этанола в бутанол-1    
2  C2 H5OH → C4 H11 OH + H2O, проводимой при постоянной температуре 100 °С, если исходно в реакторе присутствует только этанол при давлении 1 атм.

 

Δ f H 298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadAgaaeqaaOGaamisamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3CA3@ ,
кДж/моль

S 298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4uamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3A27@ ,
Дж/моль· К

C p,298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4qamaaDaaaleaacaWGWbGaaiilaiaaykW7caaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3D47@ ,
Дж/моль· К

этанол (г)
бутанол-1 (г)
Н2О (г)

–253,3
–275,3
–241,8

283
362
188,8

65
108
34

65. (2/Э-06). Оцените равновесное превращение этанола по реакции Гербэ при 600 К

   2 C2H5 OH → C4H9OH + H2

в предположении отсутствия других химических превращений, если в качестве исходной смеси используют азеотроп вода-этанол, содержащий 95,6 масс. % спирта, а также известны следующие табличные величины:

 

Δ f H 298 o , MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadAgaaeqaaOGaamisamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaOGaaiilaaaa@3D5D@  
кДж/моль

S 298 o , MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4uamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaOGaaiilaaaa@3AE1@  
Дж/(моль ·К)

C p o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4qamaaDaaaleaacaWGWbaabaGaam4Baaaaaaa@38CB@
,Дж/(моль ·К)

Н2О (г)
Этанол (г)
Бутанол (г)

–241,82
-253,3
-275,28

188,84
283,0
361.98

CP≈ 33,19 + 0,009t (° C)
CP≈ 61,46 + 0,137t (° C)
CP≈ 100,68 + 0,249t (° C)

66. (5/1-98). Для реакции   N2O4 = 2 NO2   константа равновесия в газовой фазе составляет Кр= 1,36 бар при 55° С. Сколько молей N2O4 следует добавить в пустой сосуд объемом 10 л, чтобы концентрация NO2 при этой температуре стала равной 0,1 моль/л? Чему равен тепловой эффект реакции, если при 127 °С Кр = 51,9 бар.

67. (3/1-99).* Для реакции диссоциации  Br2 (газ) =2 Br (газ)  зависимость константы равновесия от температуры в единицах СИ имеет вид:

ln KP = –23009/ T + 0,663 lnT + 8,12

Оценить энергию связи в молекуле Br2.
Решение

68. (2/Э-08). При температуре 400 K получена равновесная газовая реакционная смесь A 2 и А, в которой оба вещества представлены в равных мольных количествах. Суммарное давление полученной смеси равно 2 бар. Определите энтальпию диссоциации А2, если известно, что после изохорного нагревания до температуры 500 K количество молей димера А2 в новой равновесной смеси уменьшилось в два раза.

69. (3/1-96). Основными компонентами атмосферы являются, как известно, О2 (21  %) и N2 (78 %). Оксиды азота N2O, NO и NO2 являются следовыми компонентами, и их фоновое содержание составляет соответственно 10–2, 10–3 и 10–3 ррm (ррm – миллионная доля). Находятся ли названные оксиды азота в термодинамическом равновесии с основными компонентами атмосферы и между собой? Ответ подтвердить расчетами.

 

Δ f H 298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadAgaaeqaaOGaamisamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3CA3@ ,
кДж/моль

S 298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4uamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3A27@ ,
Дж/моль· К

C p,298 o MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4qamaaDaaaleaacaWGWbGaaiilaiaaykW7caaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3D47@ ,
Дж/моль· К

Δ исп H MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadIdbcaWGbrGaam4peaqabaGccaWGibaaaa@3AA9@ ,
кДж/моль

tкип,
°С

О2
N2
N2O
NO
NO2

0
0
82,0
90,25
33

205,0
199,9
219,9
210,6
240,2

29,35
29,1
38,6
29,9
37,5

6,8
5,59
16,56
13,77
38,5

–183,0
–195,8
–88,5
–151,7
21


2.2. Равновесия в гомогенной системе с несколькими реакциям

Переход к элементу

Свернуть/Развернуть


2.3 .Равновесия в неидеальных системах

Переход к элементу

Свернуть/Развернуть


2.4. Равновесия при протекании реакций с участием конденсированных фаз

Переход к элементу

Свернуть/Развернуть



Copyright © catalysis.ru 2005-2016