Учебное пособие по общей и неорганической химии для самостоятельной работы студентов. Часть 1. Общая химия. Амиров Р.Р - 61 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КФУ | Казань

Составители: 

Рубрика: 

61
0,44) = 0,06 моль/л, [B] = (0,7-0,44) = 0,26 моль/л, [C] = 0,88
моль/л.
Взаимосвязь изменения энергии Гиббса реакции
и константы равновесия
5.2.12. Рассчитайте энергию Гиббса реакции 2SO
2
(г) + O
2
(г) ⇄
2SO
3
(г) при 950 К, если константа равновесия, выраженная
через молярные концентрации реагирующих веществ, равна
83,88.
Решение. Взаимосвязь ΔG
0
и К реакции передается уравнени-
ем ΔG
0
= -RT·lnK, или ΔG
0
= - 2,303·RT·lgK.
ΔG
0
= -2,303·8.314·950·lg83,88 = -2,303·8,314·950·1,9236 = -
34989,9 Дж = -34,99 кДж.
Вычисление равновесных концентраций реагирующих
веществ после смещения равновесия
5.2.13. Химическое равновесие реакции CO
2
(г)+ H
2
(г) ⇄ CO(г) +
H
2
O(г) установилось при следующих концентрациях реагиру-
ющих веществ(моль/л): [CO
2
]
1
= 7, [H
2
]
1
= 5, [CO]
1
= 10,
[H
2
O]
1
= 14. Равновесие системы было нарушено из-за умень-
шения концентрации воды до 11 моль/л. Вычислите, какими
стали новые равновесные концентрации всех реагирующих
веществ после сдвига равновесия.
Решение. Из условия задачи видно, что при уменьшении кон-
центрации воды равновесие системы сместилось в сторону
прямой реакции. Смещение равновесия системы вызвало
уменьшение концентраций оксида углерода(IV) и водорода и
увеличение концентраций оксида углерода(II) и воды. Все ве-
щества в данной реакции реагируют в одинаковом соотноше-
нии, поэтому изменение концентраций всех реагирующих ве-
ществ обозначим через x моль/л.
После смещения равновесия новые равновесные концентра-
ции реагирующих веществ оказались равными (моль/л):
[CO
2
]
2
= (7-x), [H
2
]
2
= (5-x), [CO]
2
= (10+x), [H
2
O]
2
= (11+x).
Константа равновесия данной реакции равна
К = {[CO][H
2
O]}/{[CO
2
][H
2
O]} = 4,0.
Используя значение константы равновесия, получаем:
4.0 = (10+x)(11+x)/(7-x)(5-x), 140 - 48x + x
2
= 110 + 21x + x
2
,
x
2
- 23x + 10 = 0, x
1,2
= 11,5 ± {(11,5)
2
-10}
1/2
. x
1
= 22,56, x
2
=
0,44.
Первое значение x отбрасываем, так как уменьшение концен-
траций углекислого газа и водорода не может быть бóльшим, 
        0,44) = 0,06 моль/л, [B] = (0,7-0,44) = 0,26 моль/л, [C] = 0,88
        моль/л.
           Взаимосвязь изменения энергии Гиббса реакции
                      и константы равновесия
5.2.12. Рассчитайте энергию Гиббса реакции 2SO2(г) + O2(г) ⇄
        2SO3(г) при 950 К, если константа равновесия, выраженная
        через молярные концентрации реагирующих веществ, равна
        83,88.
        Решение. Взаимосвязь ΔG0 и К реакции передается уравнени-
        ем ΔG0 = -RT·lnK, или ΔG0 = - 2,303·RT·lgK.
        ΔG0 = -2,303·8.314·950·lg83,88 = -2,303·8,314·950·1,9236 = -
        34989,9 Дж = -34,99 кДж.
           Вычисление равновесных концентраций реагирующих
                   веществ после смещения равновесия
5.2.13. Химическое равновесие реакции CO2(г)+ H2(г) ⇄ CO(г) +
        H2O(г) установилось при следующих концентрациях реагиру-
        ющих веществ(моль/л): [CO2]1 = 7, [H2]1 = 5, [CO]1 = 10,
        [H2O]1 = 14. Равновесие системы было нарушено из-за умень-
        шения концентрации воды до 11 моль/л. Вычислите, какими
        стали новые равновесные концентрации всех реагирующих
        веществ после сдвига равновесия.
        Решение. Из условия задачи видно, что при уменьшении кон-
        центрации воды равновесие системы сместилось в сторону
        прямой реакции. Смещение равновесия системы вызвало
        уменьшение концентраций оксида углерода(IV) и водорода и
        увеличение концентраций оксида углерода(II) и воды. Все ве-
        щества в данной реакции реагируют в одинаковом соотноше-
        нии, поэтому изменение концентраций всех реагирующих ве-
        ществ обозначим через x моль/л.
        После смещения равновесия новые равновесные концентра-
        ции реагирующих веществ оказались равными (моль/л):
        [CO2]2 = (7-x), [H2]2 = (5-x), [CO]2 = (10+x), [H2O]2 = (11+x).
        Константа равновесия данной реакции равна
                  К = {[CO][H2O]}/{[CO2][H2O]} = 4,0.
        Используя значение константы равновесия, получаем:
        4.0 = (10+x)(11+x)/(7-x)(5-x), 140 - 48x + x2 = 110 + 21x + x2,
        x2 - 23x + 10 = 0, x1,2 = 11,5 ± {(11,5)2-10}1/2. x1 = 22,56, x2 =
        0,44.
        Первое значение x отбрасываем, так как уменьшение концен-
        траций углекислого газа и водорода не может быть бóльшим,

                                                                        61

Страницы