Вариант № 8
Гетерогенная реакция между веществами А и В (табл. 1) протекает при постоянной температуре Т;
1) определите стандартное сродство 
веществ А и В при 298 К;
2) вычислите константы равновесия 
и 
при температуре Т;
3) определите количество прореагировавшего твёрдого вещества А, если объём системы V м3, а исходное давление газа В равно Р1, объёмом твердой фазы можно пренебречь;
4) определите изменение энергии Гиббса, для начала реакции, если исходное давление газообразных веществ В и С соответственно равны Р2 и Р3, реакция протекает при температуре Т, К идеально обратимо.
Таблица 1
| Реакция | Т, К |  Па
|  Па
|  Па
|  м3
|
|
Решение:
| 
| 
|
| 
| 
|
1) Вычисление стандартного сродства веществ А и В при 298 К;
2)Вычисление констант равновесия 
и при температуре 773 К.
| Вещество | 
|  , Дж/моль∙К
| Температурный интервал | ||
| 
| 
| |||
| 16,86 | 4,77 | – 8,54 | 298…2500 | |
| 31,46 | 3,39 | – 3,77 | 298…3000 | |
| -110,53 | 28,41 | 4,10 | – 0,46 | 298…2500 |
| - | 28,41 | 4,10 | – 0,46 | 298…2500 |
| - | 48,32 | 8,16 | 12,31 | 298…2500 |
| -9,47 | – 19,91 | –4,06 | –12,77 | 298…2500 |
Константу равновесия можно найти из соотношения:
3)Определение количества прореагировавшего твёрдого углерода, если объём системы 
м3, а исходное давление газа равно 
Па
, что говорит о том, что смесь неравновесная
|
| 
|
|
| 
| 2 
|
,
Равновесные парциальные давления определим по закону Дальтона:
;
;
где 
- общее давление. Закон действующих масс для данной реакции запишется так:
С учетом того, что углерода расходуется в 2 раза больше, чем кислорода, то количество прореагировавшего углерода составит 0,005 молей.
|
|
4) Определение изменения энергии Гиббса для начала реакции
Самостоятельная работа № 5
Вариант 8
Зависимость константы равновесия реакции от температуры (табл. 9) выражается уравнением 
коэффициенты a, b, c и d приведены в табл. 1, давление выражено в Паскалях:
1. определите константу равновесия реакции при Т, К;
2. постройте график зависимости 
в интервале температур от (Т – 100) до (Т + 100) К;
3. укажите, как изменяется константа равновесия при повышении температуры;
4. определите тепловой эффект реакции 
при Т, К;
5. сопоставьте тепловой эффект, вычисленный в п. 4, с тепловым эффектом, вычисленным по закону Кирхгофа при температуре Т, К;
6. определите стандартное сродство реагирующих веществ при температуре Т, К.
| Реакция (А) | К | Т, К |
| 
|
Таблица 1
| a | b | c | d |
| – 4600 | 0,623 | – 0,001 02 | 17,776 |
Решение:
1)Определение константы равновесия при 500 К.
Заменяем десятичный логарифм натуральным, для чего умножаем обе части уравнения на 
.
Подставляем значение Т в полученное уравнение:
2)Построение графика зависимости в интервале температур от 400 до 600 К;
| 
| 
|
|
| 
|
| 7,489 | 9,724 | 10,558 | |||
| 8,156 | 9,747 | 10,908 | |||
| 8,747 | 10,173 | 11,228 |
3) Константа равновесия при повышении температуры увеличивается. Принимаем Т=1000К и повторяем расчет. Функция экспоненты в степени х является возрастающей, значит чем больше значение логарифма функции, тем больше сама функция.
4)Определение стандартного теплового эффекта при Т=500К
5)Сопоставление теплового эффекта, вычисленного в п. 4, с тепловым эффектом, вычисленным по закону Кирхгофа при температуре 500 К;
|
|
Сначала вычисляем стандартный тепловой эффект при 298 К.
Вычисление теплоёмкостей конечных и исходных продуктов реакции. Значения 
и 
взяты из приложения 1 методического пособия.
Небольшая разница возникает из-за погрешности вычисления.
6) Вычисление стандартного сродства 
веществ А и В при 500 К;
