6. Исследование вопроса о направлении реакции при температуре т3 и р, если в исходный момент взято по одному молю каждого исходного вещества и по два моля продукта реакции.

COS+ 2CO₂= SO₂+ 3CO

Исходные 1 1 2 2 ∑ = 6

числа молей

Kp=0,837

Р = 2 атм.

Т = 1650К

LnKp = -0,177

Для того, чтобы определить, в каком направлении идет реакция, необходимо знать знак ΔG. Из уравнения изотермы Вант-Гоффа:

ΔG = ΔG⁰_T + RT∙ln(Р _so2*P_co³)/(P_cos * P²_co2) =

-RT∙lnKp +RT∙ ln(Р _so2*P_co³)/(P_cos * P²_co2)

P_co = P∙X_co = 2^.(2/6)=0,6

Р _so2 = P∙Xso2 = 2^.(2/6)=0,6

P_cos = P∙X_cos = 1^.(1/6)=0,3

P_co2 = P∙X_co2 = 1^.(1/6)=0,3

ΔG = -8,314*1650*-0,177+8,314*1550*ln(0,1296/0,027) = 19090Дж > 0

Значит, реакция идет в обратном направлении.

7. Термодинамический анализ зависимости выхода реакции от давления и температуры.

Zn + H₂O = ZnO_(s) + H₂

а) зависимость от давления:

Учитывая, что ∑р_i = р₀ ( сумма парциальных давлений равна общему давлению) и р_i=р₀∙x_i , получаем:

Кр = P²*(X_cs*X_co²)/X_so2)

При увеличении давления, так как Кр не изменится, (X_cs*X_co²)/X_so2 обязано уменьшится, следовательно X_cs*X_co² уменьшится значит выход реакции уменьшится .

При уменьшении давления, так как Кр не изменится, (X_cs*X_co²)/X_so2 обязано увеличиться, следовательно , X_cs*X_co² увеличится значит выход реакции увеличится.

б) зависимость от температуры:

При увеличении температуры от 800 К до 1300 К выход реакции будет увеличиваться, так как ΔН_0Т>0 (согласно результатам точного расчета).

8. Расчет теплового эффекта достижения состояния равновесия реакционными смесями.

а) Реагирует стехиометрическая смесь исходных веществ.

К моменту равновесия прореагирует z = 0.1046моль. Следовательно:

ΔН⁰_Т(равн.) = ΔН⁰₁₀₅₀∙z =350850,869*0.6570 = 230509 Дж

б) Реагирует стехиометрическая смесь всех веществ.

К моменту равновесия прореагирует z = - 0,8044 моль. Следовательно:

ΔН⁰_Т(равн.) = ΔН⁰₁₀₅₀∙z =350850,869*0,3140= 110167 Дж

9. Расчет условий P и T, при которых сумма мольных долей газообразных продуктов реакции составит 0,8, если реагируют стехиометрическая смесь исходных веществ.

SO₂ + 3C_(s) = CS + 2CO

Исходные 1 3 0 0

числа молей

Равновесные 1-z 3-3*z z 2*z ∑ = 1+2*z

числа молей

1. Запишем выражение для Кр реакции:

Кр = (Р_cs*P_co²)/P_so2= P²*(X_cs*X_co²)/X_so2

2. Запишем выражения для равновесных мольных долей:

X_so2 = (1-z)/(1+2*z)

X _cs = z/(1+2*z)

X_co = 2*z/(1+2*z)

3. Запишем Кр как функцию от z:

Кр = 4*P²*z³/((1+2*z)^2*(1-z))

X _cs + X_co =0,8

3*z/(1+2*z)=0,8

Z=0,5714

^{Kp = 0,3792*P2}

T	Kp	P
800	0	0
850	0,0001	0,01623925
900	0,0017	0,06632888
950	0,0200	0,22950388
1000	0,1857	0,69976171
1050	1,3897	1,91439101
1100	8,6254	4,76930065
1150	45,4913	10,9529261
1200	208,0803	23,4250903
1250	839,6892	47,0570946
1300	3033,0732	89,434953