Семинар 4. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ 1. Константа

Семинар 4. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
1. Константа равновесия, ее размерность.
2. Расчет константы равновесия по ∆G0(Т).
3. Определение направления реакции в состоянии, отличающемся от стандартного.
4. Температурная зависимость КР(Т).
5. Дана реакция 4НСl(г)+О2=2Н2О+2Сl2+27ккал. Какое влияние на равновесный выход Сl2 окажут следующие факторы:
 Повышение Т в реакционном сосуде.
 Добавление инертного газа при Р=const.
 Повышение общего Р.
 Добавление О2 при Р=const.
 Добавление инертного газа при V=const.
______________________________________________
2. Для реакции синтеза аммиака
1
2
______________________________________________
N2 + 3 2 H2 = NH3 (1):
а) рассчитать изменение стандартного изобарного потенциала ∆G0(298), используя справочные данные и определить
направление протекания реакции в стандартных условиях. Каковы парциальные давления компонентов смеси в этих условиях?
б) рассчитать значения Кр (298) для реакций (1) и, исходя из полученной величины:
в) написать уравнение изотермы химической реакции и определить направление процесса в условиях, когда текущие
парциальные давления компонентов составляют Р(N2)=3 атм., Р(Н2)=1 атм., Р(NН3)=2 атм.
в) рассчитать значения Кр (298) для реакций: N2 +3H2=2NH3 (2); 2NH3 =N2 +3H2 (3);
б) рассчитать КС(298) и величину ∆F0(298) для реакций (1)–(3). Объяснить, почему при расчете ∆G0(298) из КР и ∆F0(298) из КС
получаются разные результаты (∆G0≠∆F0).
2. Константа равновесия реакции (2) из задачи 2 при 4000С равна 1,64•104 (Р, атм) (расчетное значение). Какое общее давление
необходимо приложить к эквимолярной смеси N2 и H2 при этой температуре, чтобы 10% N2 превратилось в NH3? Газы считать
идеальными. Ответ: 50,6 бар
3. При 250С и давлении 0,5 атм. N2О4 диссоциирует на 25,7 %. Определить константу равновесия реакции N2О4 = 2NО2 в этих
условиях. Определить степень диссоциации четырехокиси азота при той же температуре, если давление в системе возрастет в
два раза.
4. Рассчитать КР реакции СаСО3(г) = СаО(т) + СО2(г) при 773 К, если равновесное давление [Р(СО2)] при этой температуре равно
9,3•105атм.
5. Используя значение Кр(4000С) для реакции (2) в задаче 2 и стандартную мольную энтальпию образования NH3 (справочные
данные) определить значение Кр(500) для этой реакции. При каких условиях уравнение изобары химической реакции справедливо
в данном интервале изменения температур?
Дополнительные задания
6.
Выразить в общем виде КР и КС реакции для реакции СО(г) + 2Н2 (г) = СН3ОН (г) при данной температуре Т и общем
давлении в системе Р, если равновесная степень превращения СО равна ; начальные количества исходных веществ
составляют соответственно 1 моль и 3 моль.
7.
Рассчитать КР и ∆G0 при 200С для реакции CuSO4•4NH3(ж)=CuSO4•2NH3(тв)+2NH3(г), если при данной температуре
равновесное давление NH3 составляет 62 мм рт.ст.
8.
При 20000С и общем давлении 1 атм. 2% воды диссоциировало на Н2 и О2. Рассчитать константу равновесия реакции
Н2О(г)=Н2(г)+0,5О2(г) при этих условиях.
9.
Константа равновесия реакции 2SО2+О2=2SО3 при 6270С равна 2,3•10−7, ∆Н=−188,5кДж. Рассчитать константу равновесия
при 7270С.
10. Для реакции СОСl2(г) = СО(г) +Сl2(г) константы равновесия равны: при 1270С Кр=33400, а при 2270С Кр = 1520. Вычислить
стандартную энтальпию этой реакции в указанном температурном интервале.
11. Вычислить степень превращения (α) исходных веществ реакции А+2В=D; глубину протекания реакции (χ) и равновесный
выход продукта х(D), если начальные количества веществ n0(А)= 1 моль, n0(В)= 10 моль. При достижении равновесия n(А)= 0,025
моль, n(В)= 8,05 моль, n(D)= 0,975 моль.