книги / Сборник задач по термодинамике физико-химических процессов. Решение задач

r r lll_ r/\

{'■И_Рп 20

^HjO

р НоО

к р

- к р

' к р -

Р

■ з -

р4

(6)

* н 2

%

Min

2Н20(Г) = 2Н2(г)+ 0 2(Г)

(1)

К \

= Рнг ' Р°2 = 7,621

10~21 атм-

(2)

р 2

равна:

FeO(TB)+ Н2(г) + 1/202(Г)

(3)

Klp = PQ^ = 2,5 • 10-21 •

(4)

Рассчитать К Р для реакции:

FeO(TB) + H2(r) + Fe(TB) + Н20(Г>

(5)

_

рн 20

(6)

р

р

%

p l/2

р

л 4/ 4 =

М 4

• %

(7)

^

Н ,0

Поделив (4) на (7), получим:

1/2

_

АГр _

^ 2

^ Н 2 0 _^Н-зО __

2 , 5 4 0

^ *

_ 2 , 5 * 1 0 _____ = 2 8 8 4 0 ” **

Р

'

Го?

Ъ , ""fC 'V 7,621-10-21 ' l 0 - |07oj62l

5. Константа равновесия реакции:

равна

р 2

_ р 2

/ 4 =

н 2о ;

с м

= 0 0 5 6 2

(2)

Р

Г н с г Ъ 2

и для реакции:

(3)

_

^ N 0

• P S

0 3

(4)

Р

P N 0 2

' P S

0 2

Поделив (1) на (2), получим:

i/'l

р2

г)2

п

Г р

. р

Л2

к р _

* S 0 3

Ч $ 0 ’ Р о 2 _

ЧЮ

^SOg

к'' =<=1 —

4

Рт2 Pso,

v 5,926-10~7

(5)

б) Расчёт х:

PS03 =

f ^N0 = ~ ‘Р

Р*02 - —

Р ’ *

( 1 - V) Р-(6)

N 0

,

2

*,111

2

X

*/> =■(I-* )

(1-д:)

2'755= ( 1 - х )

Откуда .г равна:

х = 0,733.

в) Равновесный состав смеси равен:

•*S03

-

_ 0,733

= 0,3669;

-*N0 -

2

XS 0 ,

_

_ 1 —JC

= 0,1335-

=

* N O ,

7. а) Для реакции

(1)

2НгО(Г) =

2Н2(г) + Ог(г)

константа равновесия имеет вид:

I

Рщ -ро 2

(2)

К Р ~

п2

^ 0

2 х - Р

2х - Р

%.=■2 - 2д;+ 2л:+ л;

2 + х

?Н>0 =

2 + * ” '

П о д с т а в и в ( 3 ) - ( 5 ) в ( 2 ) , и м е е м :

gl _ +4х~г~2Р2

х-Р

(2 + ху

х3 -Р

Р ~(2 + х)2

(2 + х)

2(1 - х)2Р2 ~ (2 + х)(1 - х)2

Д л я у с л о в и я X « 1 п о л у ч и м Кр р а в н ы й :

__ х

Р _ (5,56-10

)

п in n

1П5 _р ппс 1П-16

Р

о

о

0,1013-Ю ^ 8,705-10“

б ) Д л я р е а к ц и и

2СО(г)'Г)

J2(r)

2СС>2(г) =

+

О;

„ п _ рс о ро 2

К р

р 2

ЧЮ,

г д е Р{ р а в н ы :

2х-Р

2х-Р

^СО - 2 - 2 х + 2х + х

2 + х

исо2 -----

г

-------

1

2 + х

О т к у д а п о л у ч и м п р и X «

1 к о н с т а н т у Кр р а в н ы й :

КУ = ^ - ^

= -^ ,31'Ш 7 ) 3

- 0,1013-105 = 7,583-КГ16-

"

Z

в ) Д л я п о л у ч е н и я

в ы

р а ж

е н и я д л я

п о д е л и м К*р н а К^р :

к 'р..'■н.-'Ь,

р 2

р 2

.р 2

ГС02

_ гн2

гсо2

К Г

рн2о

Рсо-Ро2

ГН20р2

р2

*^со

^со

2х-Р

2х - Р

2 —2х + 2х + х

2 + х

р

- Х'Р '

2 +х

2(1 - х ) Р

РСО , -

+ л*

П о д с т а в и в в ( 4 ) , п о л у ч и м :

к!! =

4х2Р2

х-Р

(2 + ху

(2 + X)

2 п2

(2 + X)(1 - JC)

(2 + JC) 2(1 - х у р 1

П р и X « 1 и м е е м :

Kjj = —

- = (2‘10 5)3

• 1,01333• 105 = 4,05• Ю~10•

р

2

2

Д л я р е а к ц и и :

(то)

-ОД

2 С О ( Г) = 2 С ( т и ^ +

О ;

*ли _ *Ъ,

К Р - ~ р г

что

В о з в е д я ( 3 ) в к в а д р а т и п о д е л и в н а ( 4 ) , п о л у ч и м :

К'“ =-

кII

ро7 1

/’со-

Рсо,

Рг,

Pco-Poi

Рсо

СО2 J

и л и

<

"

, -

( 1 J 7 8

107

=0.780.

Р

4,05 -Ю’10

9 . Д л я р е а к ц и й :

F e S ( TB)

+ Н

а д

=

F e (TU)

+

H 2 S ( I )

к

Над +

1 / 2 S 2

=

H 2 S (r)

к

в ы р а ж е н и я з . д . м . з а п и ш у т с я в т а к о й ф о р м е :

к \

_ ^Fe(TB)•РH^SQ) ;

К'=К г

^FCS(TB)*,

V.I:

^FC(TB)

^FeS(TB)'FH2(r)

(5)

(6)

(7)

1 . Р е а к ц и я Н 2 +

1 2 = 2HI п р о х о д и т

б е з и з м е н е н и я

ч и с л а

м о л ь

в е щ е с т в

и л и о б ъ ё м а с м е с и . Д л я т а к о й р е а к ц и и к о н с т а н т ы

К р и К с р а в н ы :

( 1)

И з м е н е н и е э н е р г и и Г и б б с а в о б щ е м с л у ч а е о п р е д е л я е т с я

и з о т е р м о й х и м и ч е с к о й р е а к ц и и :

а)

A rGT = - R T \ n K p + R TI п

Н1

(2)

ИЛИ

РН2Л

2

A TGT = A rAT = - R T \ n K c + R T \ n — ^

—

( 3 )

СН2 ' с \г

П о д с т а в и в ч и с л е н н ы е з н а ч е н и я , п о л у ч и м :

1 0 2

•

A tGT = -8,314 • 7171п50+8,314 • 7 171п—

О т к у д а ArGT р а в н о :

2-5

ATGT = -23320 +13726 = -9594 Д

ж м о л ь ' 1

П р и э т и х у с л о в и я х р е а к ц и я о т н о с и т с я к с а м о п р о и з в о л ь н о м у т и п у .

ArGT = —2 3 3 2 0

+ 8 , 3 1 4 - 7 1 7 I n — — —

= - 2 3 3 2 0 + 4 0 3 4 4 = 1 7 0 2 4 Д

ж ' м о л ь

0 , 3 - 0 , 2 3