+ | 3Н2 | ↔ | 2NH3 | νобщ, моль | ||
Начальное кол-во, моль | 1 | 3 | 0 | 4 | ||
В реакции кол-во, моль | х | 3х | 2х | |||
Равновесное кол-во, моль | 1- х | 3 - 3х | 2х | 4 - 2х | ||
pi, кПа |
|
|
|
Из условий задачи найдем значение константы равновесия
Учитывая, что х = 0,1 моль, найдем значение Kp.
Зная значение константы, решим обратную задачу – определим степень превращения при давлении 400 атм.
откуда х = 0,282 моль, т. е. степень превращения 28,2%
При термической диссоциации пентахлорида фосфора происходит его частичное разложение по реакции 
в результате чего давление газа (при V = const) или объем газа (при P = const) становятся больше ожидаемых. Доля молекул, подвергшихся диссоциации, называют степенью диссоциации α. Количество веществ, образовавшихся из 1 моль PCl5
Вещество | PCl5 | ↔ | PCl3 | + | Cl2 | Общее |
Количество | 1-α | α | α | 1+α |
Поэтому рост давления (при V = const) или объема (при Р = const) равен 
.
Пример 10.4. Нагревание 0,100 моль PCl5 при 150 оС в сосуде вместимостью 1 л сопровождается увеличением давления до значения 438 кПа. Вычислите степень диссоциации и значение Кр для этой температуре (универсальная газовая постоянная R = 8,314 Дж·К-1·моль-1).
Решение. Если бы не происходило термической диссоциации пентахлорида фосфора, давление в сосуде должно было быть равным
..
Следовательно, 
α = 0,244 
Другой признак термической диссоциации – получение неожиданно низких значений молярных масс. Из уравнения состояния идеального газа следует, что если объем газа больше ожидаемого, то значение полученной молярной массы будет меньше ожидаемой, так как объём увеличивается в (1+α) раз.
Пример 10.5. Определение молярной массы N2O4 при 25 оС дало значение 62,5 г/моль. Вычислите степень диссоциации при этой температуре.
Решение. Уравнение термической диссоциации диоксида азота
| ↔ |
|
| |
Начальное кол-во, моль | 1 | 0 |
| |
В реакции кол-во, моль | α | 2α |
| |
Равновесное кол-во, моль | 1 − α | 2α | =1+α |
При диссоциации 1 моля N2O4 (М = 92 г/моль) общее количество моль в системе стало равным 1 + α. Тогда получаем 1·92 = (1 + α)·62,5 откуда α = 0,472
Ассоциация. То, что молекулы ассоциированы, следует из меньшего (против ожидаемого) значения давления и большего (против ожидаемого) измеренного значения молярной массы.
2А↔ А2
Вещество | А | А2 | Общее |
Количество | 1-α | 0,5α | 1-0,5α |
Пример 10.6. В реакции между нагретым железом и паром 
. В выражении отсутствуют концентрации твёрдых веществ, поскольку давление их паров остаются постоянными до тех пор, пока остаются сами вещества. Смесь железа и пара приходит в равновесие при давлении водорода и пара равны 3,2 и 2,4 кПа. Вычислите константу равновесия. Решение. 
ЗАДАЧИ
1) Как действует катализатор на химическое равновесие?
2) Как будет влиять увеличение температуры на состояние равновесия в реакциях: а) H2 + Cl2 ↔ 2HCl + Q; б) H2 + I2 ↔ 2HI - Q;
3) Как будет влиять влиять увеличение давления на состояние равновесия в сиситемах: а) H2 + Br2 ↔ 2HBr: б) 2NO + O2 ↔ 2NO2; в) N2O4 ↔ 2NO2?
4) Как отразится на степени превращения, во-первых, и значении константы равновесия во‑вторых, реакции 
а) увеличение температуры; б) увеличение давления; в) увеличение объема при постоянной температуре?
5) Рассчитайте константу равновесия при некоторой заданной температуре для обратимой реакции СО + Н2О ↔ СО2 + Н2, учитывая, что в состоянии равновесия концентрации участвующих в реакциях веществ были равны: [CO] = 0,16 моль/л; [H2O] = 0,32 моль/л; [CO2] = 0,32 моль/л; [H2] = 0,32 моль/л. (2)
6) Обратимая реакция описывается уравнением A + B ↔ C + D. Смешали по 1 молю всех веществ в сосуде объемом 1 л. После установления равновесия в смеси обнаружено 1,5 моля вещества С. Рассчитайте константу равновесия Кс. (9)
7) Смешали 4 моль вещества А с 3 моль вещества В и 1 моль вещества С в сосуде объемом 1 л. После установления равновесия 2А « В + С в системе обнаружили 2 моль вещества С. Рассчитайте константу равновесия Кс. Определите равновесный состав смеси ( в мольных %), полученной при смешении по 2 моль веществ А, В и С при той же температуре. (А - 26,2%; В - 36,9%; С - 36,9%)
8) Смешали 3 моль вещества А с 2 моль вещества В и 1 моль вещества С в сосуде объемом 1 л. После установления равновесия А + В «2С в системе обнаружили 3 моль вещества С. Рассчитайте константу равновесия Кс. Определите равновесный состав смеси ( в мольных %), полученной при смешении по 3 моль веществ А, В и С при той же температуре. (А - 24,3%; В - 24,3%; С - 51,4%)
9) Азот и водород смешаны в молярном отношении 1:3. При равновесии (t = 550 oC; p = 100 атм) степень превращения газов в аммиак равна 7%. Найдите Кр при 550 oC и степень превращения в аммиак при давлении 1000 атм. (37,6%)
10) Диссоциация хлориcтого нитрозила NOCl описывается уравнением
При 200 оС найденная молярная масс оказалась равной 54,3 г/моль. Вычислите значение степени диссоциации α и найдите долю молекул хлора от общего числа молекул в равновесной смеси.(0,413; 17,2%)
11-КИНЕТИКА
Химическая кинетика – раздел химии, изучающий скорость химических реакций, механизмы их протекания и факторы, влияющие на скорость. Все превращения происходят в одну или несколько стадий, и последовательность этих стадий называют механизмом реакции.
Скорость химической реакции – это количество вещества реагента, вступившего в реакцию за единицу времени, или количество вещества продукта, образовавшегося в единицу времени, в единице объема при гомогенной реакции или на единице поверхности при гетерогенной реакции. Если концентрация реагента уменьшалась от с1 до с2 за промежуток времени от t1 до t2, то скорость реакции равна
Скорость реакции обычно выражают в моль·л-1·с-1. В случае газофазных реакций концентрации реагентов можно заменить их парциальными давлениями, которые пропорциональны их мольным долям.
Парциальное давление – давление отдельно взятого компонента газовой смеси. Общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений ее компонентов. Так в таблице приведены парциальные давления компонентов воздуха при общем атмосферном давлении 101,325 кПа (парциальные давления можно приводить в единицах атм., мм рт. ст. или, что то же, Торр)
НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?
Реклама
Реклама на сайте, общая информация Контент-маркетинг Поддержите проект! Copyright © 2009-2026 Pandia. Все права защищены. Мнение редакции может не совпадать с мнениями авторов. Автоответчик: +7 495 7950139 228504 Написать письмо: [email protected] 
❮
❯
|
