Химическая термодинамика (задачи, примеры, задания). Захаров И.В - 42 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

42
()
′′
PP
NO
NO
2
24
2
= 0,45 атм < К
р
= 0,9 атм.
В ходе установления нового положения равновесия доля х каждого
моля
N
2
O
4
перейдет в форму 2NO
2
, т.е. равновесный состав системы
будет определяться выражениями:
PP x
NO NO
24 24
0
1=⋅−()()
;
PP P x
NO NO N O
22 24
00
2
=
+
⋅()( )
;
P
NO
24
= 0,2 – 0,2x ;
P
NO
2
= 0,3 + 0,4x .
Подставляя эти величины в выражение для константы равновесия, и
решая относительно
х, получим х = 0,337,
P
NO
24
= 0,133 атм,
P
NO
2
=
0,435
атм.
Задача 2. Сосуд, содержащий катализатор синтеза NH
3
, был при
19°C заполнен смесью состава N
2
: Н
2
= 1:2 до атмосферного
давления, а затем при постоянном объеме нагрет до
427°C. Константа
равновесия
N
2
+ 3Н
2
⇔ 2NН
3
равна при этой температуре
10
–4
атм
–2
. Каким будет равновесное
давление
NН
3
?
Решение. В ходе установления равновесия мольный состав
системы изменится от неравновесного
n
N
2
= 1;
n
H
2
= 2;
n
NH
3
= 0 - до
равновесного:
n
N
2
= 1- x,
n
H
2
= 2 - 3x,
n
NH
3
= 2x, а суммарное число
молей
∑n, от 3 до 3-2x. Парциальное давление NН
3
определяется,
соответственно, как
x
P
x
P
NH
23
2
3
−
⋅
=
,
где
)23(783,0
3
23
292
700
1
3
23
1
2
0
x
xx
T
T
PP −⋅=
−
⋅⋅=
−
⋅⋅= ; 
               ′ 2 )2 PN′ 2 O 4 = 0,45 атм < Кр = 0,9 атм.
             (PNO

В ходе установления нового положения равновесия доля х каждого
моля N2O4 перейдет в форму 2NO2 , т.е. равновесный состав системы
будет определяться выражениями:

      PN2 O 4 = (PN2 O 4 )0 ⋅ (1 − x) ;   PNO 2 = (PNO 2 )0 + (PN2 O 4 )0 ⋅ 2x ;

      PN2O 4 = 0,2 – 0,2x ;           PNO 2 = 0,3 + 0,4x .

Подставляя эти величины в выражение для константы равновесия, и
решая относительно х, получим х = 0,337, PN2 O 4 = 0,133 атм, PNO 2 =
0,435 атм.

     Задача 2. Сосуд, содержащий катализатор синтеза NH3 , был при
19°C заполнен смесью состава N2 : Н2 = 1:2 до атмосферного
давления, а затем при постоянном объеме нагрет до 427°C. Константа
равновесия

             N2 + 3Н2 ⇔ 2NН3
                                           –4
равна при этой температуре 10                   атм–2. Каким будет равновесное
давление NН3?

     Решение. В ходе установления равновесия мольный состав
системы изменится от неравновесного nN2 = 1; nH2 = 2; nNH3 = 0 - до
равновесного: nN2 = 1- x, nH2 = 2 - 3x, nNH3 = 2x, а суммарное число
молей ∑n, от 3 до 3-2x. Парциальное давление NН3 определяется,
соответственно, как

                        2 x⋅P
              PNH =           ,
                   3    3−2 x
где

                        T2 3− 2 x 700 3− 2 x
             P = P0 ⋅     ⋅      =1⋅    ⋅    =0,783⋅(3− 2 x) ;
                        T1 3         292 3


                                           42

Страницы