Задание 4 Химическое равновесие
1.
Приведите выражение для термодинамической
(стандартной) константы равновесия
и эмпирических
констант равновесия
и
для реакции
А (см. задание
1) при температуре
Т.
Все вещества, участвующие в химической
реакции А,
находятся в идеальном газообразном
состоянии.
Уравнение химической реакции А в общем виде:
2.
Выразите константу равновесия
через равновесное
количество молей продукта реакции С
(вещество, стоящее
в химическом уравнении первым с правой
стороны от знака равенства), равное х,
при температуре Т
и общем давлении
в системе
:
а) исходные вещества взяты в стехиометрических количествах,
б)
начальные количества исходных реагентов:
и
.
Все вещества, участвующие в химической реакции А, находятся в идеальном газообразном состоянии.
3. Проанализируйте каким образом влияет на равновесный выход продукта реакции С увеличение общего давления в системе?
4.
Как скажется на равновесном выходе
продукта С
разбавление реакционной смеси инертным
газом, т.е. газом, не участвующим в
химической реакции, при постоянных
и
?
5.
Запишите выражение для константы
равновесия реакции А
в случае, когда реагенты – реальные
газы (
).
6.
Запишите уравнение, связывающее
стандартное химическое сродство
со стандартной (термодинамической)
константой равновесия. Рассчитайте
стандартную константу равновесия
реакции А при
температуре 298 K
на основании
,
рассчитанной в
задании 2 (п. 18).
7. Приведите
уравнение изотермы Вант-Гоффа для
химической реакции А. Определите
(химическое сродство, кДж) реакции А
(все реагенты – идеальные газы) ,
если в начальный момент реакции
парциальные давления компонентов
составляют РВ, РС,
PD,
PE
и PF
приведены в атм. (см. таблицу). Сделайте
вывод о направлении протекания реакции.
8. Приведите вариант уравнения изотермы Вант-Гоффа для случая достижения состояния равновесия.
9. Рассчитайте
реакции
А при Т = 298 оК в Дж/К и
сделайте вывод о влиянии температуры
на энергию Гиббса реакции.
10. Напишите уравнение зависимости константы равновесия химической реакции от температуры в дифференциальном виде и проведите его анализ.
11. Зависимость
константы равновесия реакции А от
температуры выражается уравнением:
.
Коэффициенты a, b,
c, d
и I приведены в табл.
5. Запишите уравнение
для вашей реакции, подставив в него
указанные коэффициенты.
12. На основании уравнения (п.11) аналитически определите величину истинного теплового эффекта реакции А при температуре Т (возьмите в табл. 5)
13. Рассчитайте
стандартную константу равновесия
реакции А при температуре 298 K
и 5-6 температурах в диапазоне от
до
.
14. На основании
рассчитанных значений константы
равновесия постройте график зависимости
.
15. По графику определите средний тепловой эффект реакции А.
16. На основании
значений
в диапазоне температур от
до
постройте график
.
17. Используя графическую зависимость , определите значение истинного теплового эффекта реакции А при температуре T.
Если Вы затрудняетесь выполнить это задание, то обратитесь к литературе [ 9], с. 258-283, примеры 1,6,7,13,16,17с. 252, 256 (задачи с решениями)
Таблица № 4
№ вар. |
|
|
|
|
|
I |
0,20 |
0,01 |
0,01 |
- |
- |
II |
1,00 |
- |
0,10 |
0,10 |
- |
III |
0,40 |
0,20 |
0,10 |
0,30 |
- |
IV |
0,10 |
0,20 |
0,10 |
0,40 |
- |
V |
0,08 |
0,01 |
2,00 |
0,50 |
- |
VI |
0,01 |
0,02 |
2,00 |
- |
- |
VII |
0,04 |
1,5 |
4,00 |
- |
- |
VIII |
0,02 |
0,03 |
2,00 |
- |
- |
IX |
0,70 |
1,60 |
1,00 |
0,40 |
0,50 |
X |
0,10 |
0,02 |
3,00 |
0,70 |
- |
XI |
0,50 |
- |
0,50 |
0,50 |
0,50 |
XII |
1,00 |
2,00 |
0,20 |
- |
- |
XIII |
1,00 |
2,00 |
0,20 |
- |
- |
XIV |
1,00 |
2,00 |
0,20 |
- |
- |
XV |
1,00 |
2,00 |
0,20 |
- |
- |
XVI |
1,00 |
2,00 |
0,20 |
0,60 |
- |
XVII |
1,00 |
2,00 |
0,20 |
3,00 |
- |
XVIII |
1,00 |
2,00 |
0,20 |
1,50 |
- |
XIX |
1,00 |
2,00 |
0,20 |
0,70 |
- |
XX |
1,00 |
2,00 |
0,20 |
- |
- |
Таблица № 5
№ вар. |
|
|
|
|
|
T |
I |
10050 |
-11,614 |
4,752 |
-0,002 |
11,601 |
500 |
II |
-6365 |
2,961 |
-0,766 |
- |
-2,344 |
400 |
III |
-6020 |
0,423 |
-0,025 |
0,147 |
5,672 |
700 |
IV |
-47500 |
-1,750 |
- |
- |
-13,706 |
1000 |
V |
9874 |
-7,140 |
1,880 |
- |
-1,371 |
1000 |
VI |
29791 |
- |
0,169 |
0,324 |
-9,495 |
800 |
VII |
3886 |
-8,142 |
2,470 |
-0,014 |
10,826 |
500 |
VIII |
5835 |
0,206 |
0,190 |
-0,150 |
-8,032 |
400 |
IX |
17637 |
2,611 |
1,356 |
0,223 |
-3,794 |
500 |
X |
11088 |
3,113 |
-2,852 |
- |
-1,483 |
600 |
XI |
-4141 |
8,826 |
-2,912 |
0,030 |
-11,191 |
500 |
XII |
4189 |
-6,028 |
0,964 |
0,126 |
6,491 |
700 |
XIII |
9590 |
-9,919 |
2,285 |
- |
-6,452 |
400 |
XIV |
2250 |
-1,750 |
0,455 |
- |
-7,206 |
500 |
XV |
2049 |
-3,648 |
1,880 |
-0,009 |
2,94 |
400 |
XVI |
-66250 |
-1,750 |
- |
- |
-10,206 |
700 |
XVII |
7674 |
-6,230 |
0,906 |
- |
-1,291 |
800 |
XVIII |
1522 |
5,420 |
2,290 |
- |
-2,810 |
500 |
XIX |
2485 |
1,565 |
-0,066 |
0,207 |
-6,946 |
700 |
XX |
10373 |
1,222 |
- |
- |
18,806 |
700 |
