Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
методич ХТ задачи 9-20.DOC
Скачиваний:
4
Добавлен:
24.11.2019
Размер:
924 Кб
Скачать
☆

Задача №19

Определить направление реакции, приведенной в табл. 2, при температуре Т К (табл. 6) и общем давлении р Па, если число молей неравновесной смеси , (исходные вещества), , (продукты реакции) даны в табл. 17. Значение константы равновесия при температуре Т взять из задачи №17.

Таблица 17

Вариант

р·10–6, Па

1

0,5

0,2

0,3

–

9,73

2

0,5

0,1

0,5

0,1

9,74

3

0,5

–

0,5

–

9,75

4

0,25

0,25

0,25

0,25

9,73

5

0,3

0,2

0,2

0,3

9,73

6

0,25

0,35

0,15

0,25

9,73

7

0,6

–

0,2

0,2

9,74

8

0,25

0,4

0,25

0,1

9,77

9

0,35

0,3

0,25

0,1

9,78

10

0,1

0,6

0,15

0,15

9,73

11

0,325

–

0,325

0,35

9,77

12

0,4

–

0,3

0,3

9,77

13

0,3

0,3

0,4

–

9,78

14

015

0,15

0,7

–

9,79

15

0,15

0,15

0,35

0,35

9,76

16

0,25

0,25

0,25

0,25

9,76

17

0,5

–

0,15

0,35

9,78

18

0,35

0,5

0,15

–

9,79

19

0,5

0,4

0,1

–

9,73

20

0,3

0,2

0,2

0,3

9,73

21

0,2

0,2

0,6

–

9,79

22

0,55

–

0,15

0,3

9,74

23

0,35

0,55

0,1

–

9,75

24

0,4

–

0,4

0,2

9,73

25

0,25

0,4

0,25

0,1

9,71

26

0,8

0,15

0,15

-

9,77

27

0,3

–

0,3

0,4

9,75

28

0,1

0,6

0,15

0,15

9,78

29

0,25

–

0,25

0,5

9,77

30

0,15

0,15

0,35

0,35

9,76

Решение:

Решение задачи рассмотрим на примере реакции образования аммиака . Определим направление данной реакции при температуре Т = 800 К и общем давлении р = 9,73·106 Па, если число молей компонентов реакции в исходной неравновесной смеси составило = 0,5; = 0,3; = 0,2. Значение константы равновесия (см. задачу № 17).

Установим знак величины . Воспользуемся уравнением изотермы Вант–Гоффа:

, (63),

где – величина, рассчитываемая по той же формуле, что и , но для неравновесных условий, как отношение неравновесных парциальных давлений компонентов реакции ( )

.

.

При анализе уравнения изотермы Вант–Гоффа следует рассмотреть три случая:

1) Если > , то > 0, т.е. реакция идет в обратном направлении в сторону образования исходных веществ.

2) Если < , то < 0, т.е. реакция идет самопроизвольно в прямом направлении в сторону образования продуктов реакции.

3) Если = , то = 0, т.е. система находится в равновесии.

Рассчитаем величину через – константу, выраженную через мольные доли компонентов в неравновесной исходной смеси.

.

Для этого рассчитаем величины мольных долей компонентов неравновесной смеси с использованием формулы .

Общее число молей неравновесной смеси

.

Мольные доли компонентов в данном случае:

; ;

численно равны числу молей этих компонентов в системе.

.

Так как < , то выполняется условие (2), следовательно, реакция будет протекать самопроизвольно в прямом направлении. Подтвердим полученные данные расчетом :

Дж/моль.