II.2 Примеры для самостоятельной работы:

1. Составить математическое выражение для констант химического равновесия Кс и Кр в химических реакциях:

а) S0_2(г) + O_2(г) ↔ S0_3(г) б) CaCO3 (кр) ↔ CaO (кр) + CO2 (г)

в) H_2(г) + Cℓ_2(г) ↔ HCℓ_(г) г) NH_3(г) + O_2(г) ↔ NO_(г) + H₂O_(ж)

д) NH₄Cl _(тв.) ↔ NH_3(г) + HCl_(г) е) HCℓ_(г) + O_2(г) ↔ H₂O_(г) + Cℓ_2(г)

ж*) сгорание ацетилена с образованием диоксида углерода и воды

з)* гидратация этилена

и)* пиролиз пентана

к)* термическое разложение карбоната аммония

л)* образование фосгена СОCℓ_2(г) из окиси углерода и хлора

м)* полимеризация этилена

2. Рассчитать значение константы равновесия Кс химических реакций из примера 1 (а, в, д, ж*, и*, л*), если значение Кр при температуре 100°С составляет 0,124.

3) Рассчитать значение константы равновесия Кр химических реакций из примера 1 (б, г, е, з*, к*, м*), если значение Кс при температуре 200°С составляет 5,76.

Оформление отчета:

Отчет должен содержать:

1. Тему и цель работы.

2. Основные расчетные формулы (1-4).

3. Пример расчетных задач (1-3).

4. Выполненное задание для самостоятельной работы (задачи со знаком *выполняются по желанию на дополнительную оценку).

Практическое занятие №13 Расчет состава равновесной смеси.

Цель работы:

- научиться определять значения параметров химических реакций в состоянии равновесия

- производить расчет значений констант равновесия Кр и Кс.

Вопросы для подготовки к занятию:

- понятие обратимости химической реакции

- константа равновесия химической реакции, ее виды

Ход работы

I. Теоретическая часть

Основные понятия и расчетные формулы.

1. Закон действия масс для константы равновесия химической реакции.

Для химической реакции общего вида: n₁A + n₂B ↔ n₃C + n₄Д

константа химического равновесия, выраженная через молярные концентрации реагирующих веществ, рассчитывается по формуле:

К_с =[C]ⁿ³ •[Д] ⁿ⁴/ [A]^n1• [B]ⁿ² , (1)

где: [A], [B], [C], [Д] – равновесные концентрации реагирующих веществ, моль/л

n₁, n₂, n₃, n₄ - стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

Для газовых реакции содержание реагентов выражают через парциальное давление рi и при расчетах используют константу равновесия Кр:

Кр= Р_с^n3• P_дⁿ⁴ / Р_аⁿ¹• P_Bⁿ² , (2)

где: Р_с, P_д P_A P_B - равновесные парциальные давления реагирующих газов, Па

В гетерогенных реакциях учитывают концентрации только неконденсированной фазы – газообразных веществ. Концентрации твердых и жидких реагенто считаются постоянными и включаются в значение К.

2. Связь между Кр и Кс реакции:

К_р =К_с • (RT) ^∆ν , (3)

где: R – универсальная газовая постоянная, 8,314 Дж/моль • К

Δν - изменение числа моль газов в ходе химической реакции:

∆ν = ∑ ν_газов - ∑ ν_газов

продуктов исх. веществ

3. Связь между изменением свободной энергии Гиббса ∆G_т и значением Кр:

∆G_т = -2,303• R•T• Lg Кр