1 курс (энергетики) / защита работы 2 / Zaschita_2_bilet_9v
.pdf
Защита 2. Билет 9
Задание 1
CaCO3(к)↔ CaO(к)+ CO2(г) |
T1 = 800°C = 800 + 273 = 1073К |
|
|
|
|||||||
T1 = 800°C |
T2 = 900°C = 900 + 273 = 1173К |
|
|
|
|||||||
T2 = 900°C |
Переведем значения |
парциальных давлений из паскалей в |
|||||||||
p1 (CO2 ) 2, 683 103 Па |
относительные безразмерные величины |
||||||||||
p2 (CO2 ) 1,322 104 Па |
p (CO |
) 2, 683 10 |
3 |
Па |
2, 683 103 Па |
0, 02683 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
∆Hдисс – ? |
|
|
|
|
|
10 Па |
|
||||
|
|
|
|
|
1,322 104 Па |
|
|||||
|
|
p |
(CO |
) 1,322 104 Па |
0,1322 |
||||||
|
|
|
5 |
|
|
||||||
|
|
2 |
2 |
|
|
|
10 |
Па |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Константы равновесия реакции: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
KP |
p1 (CO2 ) 0, 02683 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
KP |
p2 (CO2 ) 0,1322 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходя из интегральной формы уравнения изобары Вант-Гоффа рассчитаем энтальпию диссоциации:
|
КP |
|
H |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ln |
2 |
|
|
|
дисс. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
КP1 |
|
|
R |
T1 |
|
T2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Hдисс. |
|
RT T |
ln |
КP |
|
|
8, 314 |
Дж |
моль К |
1073К 1173К |
ln |
0,1322 |
166883 Дж 166,9 кДж |
|||||||
|
|
1 2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
T2 T1 |
КP |
|
|
|
1173К 1073К |
0, 02683 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 2
2SO2 + O2 ↔ 2SO3 [SO2]0 = 4 моль/л [O2]0 = 2 моль/л P0 = 3,039 ·105 Па
[SO2]Р = 20% [SO2]0
[SO2]P – ? [O2]P – ? [SO3]P – ? P – ?
Суммарная концентрация веществ в начальный момент времени:
[SO2]0 + [O2]0 = 4 моль/л + 2 моль/л = 6 моль/л Давление переведем в атмосферы:
P0 3,039 105 Па 3,039 105 Па 3 атм 1,013 105 Па
Равновесная концентрация SO2:
[SO2]Р = 20% [SO2]0 = 0,2 [SO2]0 = 0,2 · 4 моль/л = 0,8 моль/л
Составим таблицу материального баланса:
Компонент |
2SO2 |
O2 |
2SO3 |
Начальный состав, моль /л |
4 |
2 |
0 |
Изменение количества, моль/л |
3,2 |
1,6 |
3,2 |
Равновесный состав, моль/л |
0,8 |
0,4 |
3,2 |
Изменение концентраций веществ:
[SO2] = [SO2]0 – [SO2]Р = 4 моль/л – 0,8 моль/л = 3,2 моль/л [SO3] = [SO2] = 3,2 моль/л
[O2] = ½Δ[SO2] = ½ ∙ 3,2 моль/л = 1,6 моль/л
Продукт реакции отсутствовал в начальный момент: [SO3]0 = 0 моль/л
Равновесные концентрации веществ:
[SO3]Р = [SO3]0 + [SO3] = 0 моль/л + 3,2 моль/л = 3,2 моль/л [O2]Р = [O2]0 – [O2] = 2 моль/л – 1,6 моль/л = 0,4 моль/л
Суммарная концентрация газообразных веществ в момент равновесия:
[SO2]Р + [O2]Р + [SO3]Р = 0,8 моль/л + 0,4 моль/л + 3,2 моль/л = 4,4 моль/л
Рассчитаем давление, при котором наступило равновесие:
При P0 = 3 атм. суммарная концентрация 6 моль/л
При P0 = x атм. суммарная концентрация 4,4 моль/л
Составим пропорцию:
3 |
|
|
6 |
|
|
x |
4, 4 |
|
|
||
|
|
|
|||
x |
3 4, 4 |
2, 2 |
|||
6 |
|
||||
|
|
|
|
||
Таким образом, давление в момент равновесия Р = 2,2 атм.
Задание 3
Если энергия активации прямой реакции имеет большее значение, чем энергия активации обратной реакции, то прямая реакция – эндотермическая, а обратная – экзотермическая.
Энергетический профиль реакции A ↔ B: AB
энергия
EA(экз.)
EA(энд.)
|
∆H |
B |
|
|
|
A |
|
координата реакции |
|
|
Так как H Ea Ea , а ∆H > 0, то прямая реакция эндотермическая, а обратная - экзотермическая