Задачи по химической термодинамике (стр. 3 )

2СО2(г) + 2H2(г) ↔ CН4(г) + СО2(г)

при 1000K Кр = 2,57∙10−8 Па−1. Определите направление процесса при следующих значениях парциальных давлений компонентов:

№ п/п	р(СО),Па	р(Н2),Па	р(СН4),Па	р(СО2),Па
1	1,013∙104	2,026∙104	2,026∙104	6,078∙104
2	2,013∙104	1,601∙104	1,32∙104	2,026∙105
3	1,013∙104	1,013∙105	1,013∙105	5,065∙105

7-15. При 360°С и 1,013∙105 Па для реакции

H2(г) + I2(г) ↔ 2HI(г)

α = 20%. Определите, в каком направлении будет протекать процесс при следующих значениях парциальных давлений реагирующих веществ:

№ п/п	р(НI), Па	р(I2), Па	р(H2), Па
1	3,039∙104	5,07∙104	3,039∙104
2	3,039∙104	4,76∙102	3,039∙104
3	3,039∙104	1,013∙103	3,039∙104

7-16. Для реакции

СО2 ↔ СО + ½ О2

при 1500К и 1,013∙105 Па α =4,8∙10−4. Определите, в каком направлении пойдет процесс при следующих значениях исходных парциальных давлений компонентов:

№ п/п	р(СО2), Па	р(СО), Па	р(О2), Па
1	1,013∙105	1,013∙105	1,013∙105
2	1,013∙103	2,026∙102	12,75∙10−5
3	1,013∙103	1,013∙101	12,75∙10−5

7-17. При 1000 K и общем давлении 1,013∙105 Па в результате взаимодействия монооксида углерода и оксида железа (II) устанавливается равновесие

FeО(кр) + CO(г) ↔ Fe(кр) + СО2(г).

При этом парциальное давление монооксида углерода равно 265 Торр. Определите направление протекания реакции при следующих значениях парциальных давлений компонентов:

№ п/п	р(СО),Па	р(СО2),Па
1	2,026∙105	4,052∙105
2	1,62∙105	3,039∙105
3	2,026∙105	2,026∙105

7-18. Для реакции

Sb2S3(кр) + 3H2(г) ↔ 2 Sb(кр) + 3H2S(г)

при 713K Кр = 0,429. Определите направление процесса при следующих значениях парциальных давлений компонентов:

№ п/п	р(Н2),Па	р(Н2S),Па
1	0,709∙105	0,507∙105
2	0,674∙105	0,507∙105
3	0,304∙105	0,507∙105

7-19. Для реакции

2FeО(кр) ↔ 2Fe(кр) + О2(г).

при 1000K Кр = 3,14∙10−3 Па. Определите направление процесса при следующих значениях парциального давления кислорода над смесью оксида железа (II) и железа:

№ п/п	р(О2),Па
1	4,052∙10−3
2	3,14∙10−3
3	2,026∙10−3

7-20. Для реакции

С6H12(г) ↔ C4H6(г) + C2H6(г).

при 800K Кр = 24,9∙105 Па. Давление в системе равно 10,13∙105 Па. Определите направление процесса при следующих составах исходной смеси:

№ п/п	ν(С6H12),моль	ν(C4H6),моль	ν(C2H6),моль
1	6,0	4,0	2,0
2	1,0	6,0	6,0
3	0,6	9,546	1,854

8. Вычисление константы равновесия

в смеси реальных газов

8-1. Вычислите выход этанола (в мольных долях) по уравнению реакции

C2H4(г) + H2O(г) ↔ C2H5OH(г)

из смеси этилена и водяного пара при температуре T и давлении Р

№ варианта	t,°C	lg Kf ([Kf] = кПа−1)	Р, кПа
1	250	−4,1958	8106,40
2	300	−4,5657	12156,0
3	300	−4,5657	15199,5
4	350	−4,8758	15199,5
5	350	−4,8758	20266,0

8-2. Вычислите выход этанола (в мольных долях) по уравнению реакции

C2H4(г) + H2O(г) ↔ C2H5OH(г)

№ варианта	ν(H2О): ν(С2Н4)	Р, кПа
6	0,2 : 1	10133,0
7	0,4 : 1	10133,0
8	0,4 : 1	8106,4
9	0,6 : 1	8106,4
10	0,8 : 1	8106,4

при температуре 250°С, давлении Р и различных соотношениях водяного пара и этилена в исходной смеси, если lg Kf = −4,1958 ([Kf] = кПа−1)

8-3. Вычислите выход пропанола (в мольных долях), получаемого по уравнению реакции

C3H6(г) + H2O(г) ↔ C3H7OH(г)

№ варианта	t°С
11	250
12	200

под давлением 20266 кПа и температуре t из смеси стехиометрического состава. Для данной реакции lgKf = − 7,8856 ([Kf] = кПа−1)

8-4. Вычислите выход бутанола (в мольных долях), получаемого по уравнению реакции

C4H8(г) + H2O(г) ↔ C4H9OH(г)

№ варианта	t°С	Р, кПа
13	250	15199,5
14	250	20266,0
15	200	15199,5
16	200	20266,0

при температуре t и давлении Р из смеси стехиометрического состава. Для данной реакции lgKf = − 8,4006 ([Kf] = кПа−1)

8-5. Вычислите выход ацетонитрила (в мольных долях), получаемого из стехиометрической смеси этилена и аммиака по уравнению реакции

C2H4(г) + NH3(г) ↔ CH3CN(г) + 2H2(г)

под давлением 20266 кПа и температуре Т.

№ варианта	Т, К	lg Kf ([Kf] = кПа)
17	250	1,5128
18	300	2,4288
19	300	2,9557
20	350	3,4908

9. Расчеты по уравнению изобары химической реакции

9-1. Константа равновесия реакции

H2(г) + I2(г) ↔ 2HI(г)

При 633 К равна 61,6 , а при 718 К −41,7. Вычислите средний тепловой эффект реакции в этом интервале температур.

9-2. Для реакции

2С(графит) + 2Н2(г) ↔ СН4(г)

при 700°С Кр = 0,1924∙10−5 Па−1 и при 750°С Кр = 0,1159∙10−5 Па−1. Вычислите средний тепловой эффект реакции в этом интервале температур.

9-3. Определите тепловой эффект реакции диссоциации магнезита

MgCO3(кр) ↔ MgO(кр) + CO2(г),

если давление диссоциации при 490°С равно 59 Торр, а при температуре 540°С – 747 Торр.

9-4. Определите стандартную энтальпию реакции

Аg2CO3(кр) ↔ Аg2O(кр) + CO2(г),

если константа равновесия при 350 К равна 3,98 ∙10−4 Па, а при температуре 500 К – 1,48 Па.

9-5. Давление диссоциации кальцита при 871°С равно 71582 Па, а при 891°С – 91177 Па. Определите тепловой эффект реакции диссоциации