к |
= |
х(0,5 + х ) |
(4) |
|
‘р |
(0,000298 • 0,5 - х) • (0,5 - |
х) |
При условии, что 0,5 » х, получим из (4): |
|
|
к„ = |
Г |
(5) |
|
|
р0,000298-0,5-X
Подставляем К р = 2,6:
2,6 =
0,000298-0,5- х
и получаем равновесное превращение: |
|
0,00387 - 2,6х = х |
|
х= 1,078-Ю"4 |
(6) |
Доля непрореагировавшего HD равна: |
|
0,000298 • 0,5 -1,078 • 10~4 |
0,412 • 10\-4 |
0,000298-0,5 |
ч—4 - = 0,276- |
1,49-10" |
Количество непрореагировавшего HD:
71Н 0 = 0,000149 - 0,000108 = 0,000041.
б) При возвращении HD в реактор устанавливается новая равновесная реакционная смесь, для которой з. д. м. имеет вид:
2,6 = |
• |
|
х' = 0,0000296. |
|
|
0,000041-х' |
|
|
Доля оставшегося HD при его рециркуляции равна: |
|
V u n |
0,000041-0,0000296 = 0,076- |
|
25. Для реакции |
|
0,000149 |
|
|
|
|
(1) |
|
2S02 + 0 2 = 2S03 |
|
2 - 2 х |
1 - х |
2х |
|
з. д. м. запишется в форме: |
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
^S C b |
(2) |
|
|
|
h |
|
|
PSOo • р о |
|
|
|
2 |
w 2 |
|
где парциальные давления равны: |
|
|
|
|
2 х Р |
|
(3) |
|
^SO , |
= |
|
|
|
|
3 - х |
|
|
(1 - х ) - Р .
РОо = |
Ъ-х |
(4) |
|
PS02 ~ |
2(1-х)-Р |
(5) |
~ |
1 |
3 — JC |
|
а) Подставляя (3) - (5) во (2), получим:
хг ( 3 - х)
(6)
к р = ( l - x ) 3 -Р
ИЛИ
3 4 1 7 . Ю - 5 = 0 2 1 ( 3 ^ 0 2 )
(7)
(1 - 0 ,2 )3 Р
Откуда общее давление смеси равно: Р = 0,064-105 Па.
б) Определяем Р при х = 0,05:
ЪЛ1П 10- 5 _ 0,052(3 -0,05)
(1-0,05) • Р
Р = 0,050-10“5 Па.
8.2. Расчёт констант по степени диссоциации 8.2.1. Решение задач
26. Превращение при термическом распаде 42 г азотноватистого оксида
N 2O 4 <=> 2N O 2
л(1 - л) |
2лх |
|
определяется по уравнению: |
|
(1) |
PV = i n R T |
Откуда изотонический коэффициент i равен: |
|
. = ^ = 9 4 ^ . 0 |
, 0 2 ^ 3 |
(2) |
nRT — -8,314-323 92
Для данной реакции изотонический коэффициент I равен:
уп
i= = (Р - х + тх),
п
где т - 2.
Степень превращения равна:
^ = ^ = 1 5 4 3 ^ 1
т- 1 2 - 1
Константа равновесия по з. д. м.:
2
кп=Р т 2
‘Р р
т к
N 20 4
где парциальные давления равны:
|
2х Р |
_ |
(1 ~Х)Р |
(6) |
|
NO-, ~ 1 + Х |
^ N ,0 |
1 + Х |
|
|
|
Подставив (6) в з. д. м., получим уравнение з. д. м. в таком виде: |
|
|
4х2Р 2(1 + х) |
4х2Р |
|
|
(1 + х)2(1-х )/> |
(1- х 2) |
|
Откуда: |
|
|
|
|
|
4 • 0 543 |
• 94600 |
|
|
|
= ч и ,эч д |
У 4оии = 2 9 1 4 4 5 |
уЛ А Г /loZ
1-0,543
27.а) Расчёт Кс. Диссоциация РС15 следует схеме:
РС15 = |
РС13 + |
С12 |
(1) |
1 - Л ' |
X |
X |
|
Процесс диссоциации РСЬ проводится при Т = 473 К. Определяем степень диссоциации по формуле Клапейрона - Менделеева:
где
I = 1 - х + Х + Х = 1 + X.
Откуда получим:
t |
PV |
и |
PV |
1 + X = ------------- |
X = --------------- 1, |
— |
R T |
|
— RT |
М |
|
М |
где g = 3,2 г; М = |
208; Т - |
473 К; Р = |
1 атм; V = 1 дм3 |
Подставляем данные в формулу (4) и получим л" |
3,2 |
1-1 |
1= 1,674-1 = 0,674 |
|
|
|
•0,08204-473
208
Константа равновесия Кс равна:
КС ргк *Cri~
C p C U
где
C p c i |
— — ~ — X', |
F U 3 |
M |
V |
С |
— |
& |
V - |
|
— -----------л , |
|
|
M-V |
8
'РС1<
15 М ‘V
Подставляем (6) - (8) в (5):
8
Кс = М -V
M-V ( 1 - л )
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
= а д |
= Ь473 = 1,625 атм. |
Реи2 ~ Т |
291 |
Общее давление будет равно:
=1,625 + 0,482 = 2,107 атм.
28.а) Для реакции Диссоциации иода по схеме:
з. д. м. имеет вид:
п 2 К с = £ ~ . (2)
C h
Для расчёта константы равновесия Кс определяем степень диссоциации иода с применением уравнения Клапейрона-Менделеева:
|
PV = *'• — • RT |
(3) |
|
м |
|
где коэффициент Z будет равен: |
|
|
i = х + 2х = \ + х . |
(4) |
Подставив (4) в (3), получим: |
|
PV |
0,249-0,573 |
= 1,067 ’ |
1 + х = |
1,518-10-3 -0,08206* 1073 |
1 _ . RT |
|
М |
|
|
где R = 0,08206 л-атм-моль '-К 1 |
|
Откуда равновесная степень превращения равна: |
|
|
х = 0,067. |
(5) |
Закон действующих масс преобразуем, используя концентрации:
MV
Подставляя числа, получим:
V l M O l . W 6 7 _
c 0,2493 1 -0,067
б) Для расчета К p используем уравнения:
|
|
Ь |
R T |
|
|
C i |
= — |
|
|
|
1 |
R T |
|
Подставляем (9) и (10) в (2), получим Кс'. |
к |
P f R T |
_ |
Pi |
с |
(R T )2 PU |
|
Р\, R T |
Откуда получим: |
0,08206 • 1073 • 0,00174 = 0,1532. |
K p = K r RT - |
'с |
|
|
|
|
29. Для реакции
2H3S = 2Н2 + S2
2(1- х ) |
2x |
x |
|
Коэффициент i определяется по уравнению: |
. PV 1,01333-105 |
-0,170 |
I = |
|
|
= 2,40- |
nRT |
— • 8,314 |
1218 |
34
Коэффициент i равен:
/ = 2 - 2 л: + л: + 2 л: = 2 + л:
истепень диссоциации х равна:
*= / - 2 = 2 ,4 0 - 2 = 0,40.
Константа равновесия К р имеет форму:
|
|
|
|
f t |
p i |
|
|
|
|
|
~S2 |
• г’н , |
|
|
|
к |
р = |
р 2 |
|
где парциальные давления равны |
|
|
ps, = |
х-Р . |
р |
|
|
р |
2 + х |
2 + JC |
|
Нг |
2 + х ’ HjS |
Подставляя (3) в (2), получим:
|
х ъ Р |
|
К р |
= |
2 ’ |
|
(2 + х) (1 - х ) |
0 ,4 М ,01333-10’ |
5 . 1(^ |
р (2 + 0,4 )(1 -0 ,4 )2 |
|
к ^ = 0 .0 7 5 .1 0 j , |
|
с R T |
8,314-1218 |
|
Состав равновесной реакционной смеси равен:
_ 2 ( 1 - х ) _ 1 , 2
* H ,S - Т " ------ --- 7ГТ “ и >э ’ ХН |
2* |
= — = 0,333; |
2 + х |
2,4 |
2 + х |
2,4 |
0 4
xs = — = 0,166. S2 2,4
30. Коэффициент i |
определяем по отношению |
молекулярной массы М |
к кажущейся ц для иода: |
|
. _ м |
ц- ’
где
/ • т • R T II
|
Ч-Г |
|
с* |
Ц = ---------- . |
Иод диссоциирует по схеме: |
P V |
|
12 = |
21 |
1 -.V |
2х |
Откуда i равен:
г = 1 - х + 2 х = 1 + х .
Отношение молекулярных масс равно:
м л
— — 1 + х . М-
Для Т = 1073 К степень превращения равна:
