52. (4/1-97).Для процесса диссоциации идеального газа А2 = 2А выразить в явном виде зависимость константы равновесия KP от степени диссоциации a
, измеряемой в изобарном и изохорном процессах. При каком начальном давлении Po(A2) будет достигаться a
= 0,5 в этих случаях, если KP = 1 бар?
Энергию связи в современной справочной литературе определяют как
ΔrU2980
MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadkhaaeqaaOGaamyvamaaDaaaleaacaaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaaIWaaaaaaa@3C82@ (для стандартного состояния вещества):
либо как ΔrU0K0
MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadkhaaeqaaOGaamyvamaaDaaaleaacaaIWaGaam4saaqaaiaaicdaaaaaaa@3BCB@= 23009 R = 191,3 кДж/моль
72. (4/1-08).Газообразный углеводород A участвует в двух реакциях, приводящих к получению изомеров В и С:
A ↔ B и A ↔ С.
Значения стандартных энтальпий, энтропий и потенциалов Гиббса образования указанных веществ при 1000 К приведены в таблице
Вещество
ΔfНo(газ),
ΔfGo(газ),
So(газ),
кДж/моль
Дж/моль·К
А (Перилен)
B (Бензопирен – е)
C (Бензопирен – а)
253,2
253,2
262,4
–734,7
–740,5
–737,0
987,9
993,7
999,4
Определите равновесный состав при 1000 К. Какой из изомеров будет преобладать при последующем повышении температуры?
В равновесной смеси при повышении температуры будет повышаться мольная доля вещества С, соотношение B:A будет постоянным. Однако рост KP2 очень “медленный” – порядка 0,1 % на 1 K, поэтому преобладать будет изомер B.
давление насыщенного пара при 50 °С равно соответственно 47, 30 и 4,4 торр.
В герметичный сосуд небольшого объема поместили 1 моль безводного сульфата меди, откачали и затем стали вводить пары воды при данной температуре. Нарисовать зависимость давления паров воды в системе от количества введенных молей воды. Пояснить приведенный рисунок.
Решение. При давлении паров воды менее 4,4 торр, насыщение парами воды не достигается ни д
ля одной реакции. Давление паров воды растет пропорционально количеству введенной воды.
После достижения давления 4,4 торр (nH2O = δ) равновесно сосуществуют моногидрат
сульфата меди и безводный сульфат, соотношение этих фаз определяется количеством введенной воды,
но, пока сосуществуют обе фазы, давление паров воды составляет 4,4 торр. Максимальное количество
воды, при вводе которого РH2O = 4,4 торр, составяет δ + 1 моль.
Дальнейшее добавление в систему воды приведет к дальнейшему росту давления паров воды, пока не будет достигнуто давление 30 торр (количество введенной воды составит 6,8δ + 1 моль). При дальнейшем добавлении воды происходит превращение моногидрата в тригидрат. Сосуществование этих фаз в равновесии требует давления паров воды 30 торр. Полное превращение моногидрата в тригидрат будет достигнуто при nH2O = 6,8.δ + 3 моль.
При достижении давления 47 торр в равновесии находится реакция (1). Равновесное давление 47 торр поддерживается в диапазоне введенной воды от 10,7.δ + 3 моль до 10,7.δ + 5 моль. Дальше давление паров воды опять будет линейно повышаться с увеличением количества введенной воды.
107. (2/1-07).Зависимости
ΔrG0(T)
MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadkhaaeqaaOGaam4ramaaCaaaleqabaGaaGimaaaakiaacIcacaWGubGaaiykaaaa@3C6F@реакций окисления ряда металлов, графита и СО (диаграммы Эллингхэма) приведены на рисунке. Определите: 1) при какой T и какие металлы могут самопроизвольно восста-навливаться из соответ-ствующих оксидов;
2) при какой T и какие металлы можно восста-новить монооксидом углерода;
3) при какой T и какие металлы можно восстано-вить графитом?
Парциальные давления всех газообразных веществ считать равными 1 атм.
Решение. Условие самопроизвольного процесса
ΔrG<0
MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadkhaaeqaaOGaam4ramaaCaaaleqabaaaaOGaeyipaWJaaGimaaaa@3B41@, при парциальных давлениях 1 атм это условие переходит в
ΔrG0<0
MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadkhaaeqaaOGaam4ramaaCaaaleqabaGaaGimaaaakiabgYda8iaaicdaaaa@3BFB@.
Самопроизвольно восстанавливаются:
Ag при Т > 490 К по реакции Ag2O = 2Ag + 0,5O2,
−Δr1G0(T>490)<0
MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeyOeI0IaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadkhacaaIXaaabeaakiaadEeadaqhaaWcbaaabaGaaGimaaaakiaacIcacaWGubGaeyOpa4JaaGinaiaaiMdacaaIWaGaaiykaiabgYda8iaaicdaaaa@4318@ и Cu при Т > 1720 К по реакции CuO = Cu + 0,5O2,
−Δr2G0(T>1720)<0
MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeyOeI0IaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadkhacaaIYaaabeaakiaadEeadaqhaaWcbaaabaGaaGimaaaakiaacIcacaWGubGaeyOpa4JaaGymaiaaiEdacaaIYaGaaGimaiaacMcacqGH8aapcaaIWaaaaa@43D0@. Cd и Ca не восстанавливаются.
Монооксидом углерода восстанавливаются Ag, Cu и Сd при любой температуре: Ag2O +CO =
2Ag + CO2,
ΔrG0=Δr4G0−Δr1G0<0
MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadkhaaeqaaOGaam4ramaaCaaaleqabaGaaGimaaaakiabg2da9iabfs5aenaaBaaaleaacaWGYbGaaGinaaqabaGccaWGhbWaa0baaSqaaaqaaiaaicdaaaGccqGHsislcqqHuoardaWgaaWcbaGaamOCaiaaigdaaeqaaOGaam4ramaaDaaaleaaaeaacaaIWaaaaOGaeyipaWJaaGimaaaa@4807@,
CuO + CO = Cu + CO2,
ΔrG0=Δr4G0−Δr2G0<0
MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadkhaaeqaaOGaam4ramaaCaaaleqabaGaaGimaaaakiabg2da9iabfs5aenaaBaaaleaacaWGYbGaaGinaaqabaGccaWGhbWaa0baaSqaaaqaaiaaicdaaaGccqGHsislcqqHuoardaWgaaWcbaGaamOCaiaaikdaaeqaaOGaam4ramaaDaaaleaaaeaacaaIWaaaaOGaeyipaWJaaGimaaaa@4808@,
Ag, при любой T: Ag2O + C = 2Ag + CO,
ΔrG0=Δr5G0−Δr1G0<0
MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadkhaaeqaaOGaam4ramaaCaaaleqabaGaaGimaaaakiabg2da9iabfs5aenaaBaaaleaacaWGYbGaaGynaaqabaGccaWGhbWaa0baaSqaaaqaaiaaicdaaaGccqGHsislcqqHuoardaWgaaWcbaGaamOCaiaaigdaaeqaaOGaam4ramaaDaaaleaaaeaacaaIWaaaaOGaeyipaWJaaGimaaaa@4808@,
Cu при Т > 280 К: CuO + C = Cu + CO,
ΔrG0=Δr5G0−Δr2G0<0
MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadkhaaeqaaOGaam4ramaaCaaaleqabaGaaGimaaaakiabg2da9iabfs5aenaaBaaaleaacaWGYbGaaGynaaqabaGccaWGhbWaa0baaSqaaaqaaiaaicdaaaGccqGHsislcqqHuoardaWgaaWcbaGaamOCaiaaikdaaeqaaOGaam4ramaaDaaaleaaaeaacaaIWaaaaOGaeyipaWJaaGimaaaa@4809@,
Cd при Т > 850 К: CdO + C = Cd + CO,
ΔrG0=Δr5G0−Δr3G0<0
MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdq0aaSbaaSqaaiaadkhaaeqaaOGaam4ramaaCaaaleqabaGaaGimaaaakiabg2da9iabfs5aenaaBaaaleaacaWGYbGaaGynaaqabaGccaWGhbWaa0baaSqaaaqaaiaaicdaaaGccqGHsislcqqHuoardaWgaaWcbaGaamOCaiaaiodaaeqaaOGaam4ramaaDaaaleaaaeaacaaIWaaaaOGaeyipaWJaaGimaaaa@480A@.