семинары / Семинар 3

ОХТ Семинар 3.

Пример 1. Определить влияние избытка водяного пара в исходной смеси на равновесную степень превращения этилена в обратимой реакции синтеза этанола:

С₂Н₄ + Н₂О С₂Н₅ОН

для трех мольных соотношений в исходной смеси  =Н₂О:С₂Н₄ = 1; 4; 9. Давление процесса 3 МПа, константа равновесия К_р= 0,068 МПа^-1,.

Решение. Уравнение реакции удобно представить в общем виде:

А +В R,

где А  С₂Н₄, В  Н₂О и R  С₂Н₅ОН.

Константа равновесия реакции К_р = или К_р = . Здесь р_R, р_A, р_B, c_R, c_A, c_B – парциальные давления и мольные доли (м.д.) компонентов реакции, Р – общее давление процесса. Поскольку в реакции изменяется общее число молей веществ, для расчёта концентраций следует использовать уравнение ∆ν = 1 – 1 – 1 = –1;

α = с_В,0/ с_А,0

где с_А,0 – исходная концентрация этилена, равная соответственно 0,5; 0,2 и =0,1 м.д. После подстановки находим для  = 1 x _p = 0,08, для  =4 x _p = 0,17 и для  = 9 x _p= 0,35.

2) Обратимая реакция А + В 2R протекает при 298 K, имеет тепловой эффект H^о₂₉₈ = 30 кДж/моль и изменение энтропии S^о₂₉₈ = 80 кДж/(кмольK). Определить, во сколько раз изменится величина равновесной степени превращения реагента А, если соотношение начальных концентраций реагентов α = с_Ао : с_Во уменьшить от 0,5 до 0,25.

К_р = = =12.

Ответы: при  = 0,5 x _p=0, ? , для  =0,25 x _p= 0,?

3). Обратимая газофазная реакция А R + S проводится при постоянном давлении 2 атм и температуре 600К. При содержании в исходной смеси 100% вещества А равновесная степень превращения равна 0,5. Как увеличить степень превращения до 0,7, не меняя давления и температуры? Учесть изменение объема. Дать численный ответ.

ДЗ. 1) Рассчитать константу равновесия и равновесные концентрации окисления диоксида серы на ванадиевом катализаторе, если кислорода в смеси находится в два раза больше, чем требуется по стехиометрии реакции. Степень превращения диоксида серы равна 0,99. Процесс проводится под атмосферным давлением. Исходная концентрация SO₂ составляет 10 об.%

2) В обратимой реакции А + В R + D равновесная степень превращения для стехиометрической смеси составляет 0,6. Можно ли увеличить равновесную степень превращения по компоненту А до 0,8, используя избыток вещества В по отношению к А в исходной смеси? Дать численный ответ.