Л. Лабовиц, Дж. Аренс - Задачи по физической химии с решениями (1134453), страница 37
Текст из файла (страница 37)
! 0 ! 0 7 ! а) Поскольку К„=Рв;!/Рави, постоянна при постоян- 1 ной температуре, то !яКр — — !н(Рв!!) — — 1й(Рвн,)= =сонэ(. Это уравнение — уравнение прямой линни. Глава р/Л 28! Ддо Мд+ С(, + ОН2+ ЗО,— — М9С!2 6Н,О 6Н20- 6Н,+ 302 2С! (ац)-рС!2+ 2е ЧШ-1-8. — 505 410 — 6( — 56693) =+ 340 158 — 2( — 31 340) =+ 62680 ЧП1-1-19. МпС!г ° 6Н20+ ац — и -р Мд'+ (ац) + + 2С! (ац)+ 6Н,Π— 6180 Ч111-1-7. ЧШ 1 8 !8!204ч~2НОг [2а/(! + а)Р ° Ы Н! — а)/(! + а)1 ° ! , =0,174; а=0,204. 0,174; ! — а = — = 0,661; (+а 2а = — = 0,339; )+а Ч111-1-11.
Ч111-1-9. б) 0 = с((сопз!) = с/(!я Рвн) — — с((!К Рвп ); ! ду — = — = 3. дх /а 1 физический смысл наклона: отношение коэффициен- тов в химическом уравнении. М8-оМ9'+(ац)+ 2е — 108752 кал (г-ион) По данным оригинальной статьи 56' = — 108 760 кал (г-ион) Ьсл'= 29760 — 3(50000) = — 120240 кал; Поскольку константа равновесия так велика, процесс может быть использован для получения бензола.
О-а! 2а )число молей при равиовесии! Общее число молей при равновесии равно 1+ а, тогда Мольная доля Н204=Хн,о, мольная доля )ЦОг= Хне, кажущийся молекулярный вес= Ми,о, Хн,о, + 54но.Х рс', Хко,=92 0'0661+ 46 0 0339=76 5. Рез04 + СО ~ ЗЕе О + СО, )-в 2-9 рл+зи 9,3+в !число молей при равновесии~ Свободная энергия и химическое равновесие Общее число молей газа равно 2,3.
2 — у 03+у Рсо= 2 5атм; Рс = " 5атм; 2,3 ' ' ' 2,3 Рс.о (0,3 + у)/2,3 К = — '=, =1,15; у=0,93. /'со (2 — у)/2 3 Число молей СО2 при равновесии = 0,3+ у 1,23 Число молей СО при равновесии = 2 — у = 1,07 Число молей Ре304 при равновесии = 1 — у = 0,07 Число молей РеО при равновесии = 0,5 + Зу = 3,29 а) /86298= 46,5 ккал; 2,303/77 2,303 ° ),987 ° )О 3 ° 298,)5 К =8 10 б) /3Н298=55,5 ккал; т, ! г ЛН' )акт,=-!к Кт,+ 2303/7 !' —,, г/Т = г, ан' (т, — т,) 2,303/77, Т, 1 К „ = — 34,1 + 55'5 )00 2,303 ),987 !О 3 298,(5.398,!5 = — 34,1+ !0,2= — 23,9; К =!3 !О в) Сделано предположение, что /3Н' не зависит от температуры в интервале 25 в 125 'С и, следова- тельно, может быть вынесено за знак интеграла и равно его значению при 25'С.
Равноценно можно предположить, что 43Ср = О или, более точно, что 398 ~ йс; Ут .: 5Н . 298 398 абзгз 50298 г ан а) = — — 3' — ут = ) -44,72 / ! ! ! о -!. + 44,14 ! — — )= — 0,113 ккал 'К 298 ' (,298 398) счсл398 — 45,0 ккал. б) !пКр= — —, !дк = ' =24,7; /(Т 2,303 ° (,987 ° !О 3 К = 5 ° 1024. р Свободная енереин и химическое равновесие глава )УН) 282 '41 П1-1-12. ЛЛ (18 Р) 2,068 — 1,!14 Наклон прямой Л Л(ЦТ) 0,004228 — 0,004921 ЬНп, =2,303 1,987.1378 =6300кал моль '. а 4Б 44 й!1-1-13. ьо 4г 41 44 4Б 4Б 47 4В лу 4/7 !Оп 44' ЧПН-16.
Вг , ВО о,в Вг 'Б Б 7 В цт.рр 17П1-1 17. Ре ЛНсубл (Те — Т1) )К Р, 2303йгьгл 171П-1-1 4. Ч!И-18 47!П-1-15. АН'= — 7630 кал= — 7,63 ккал. (По оригинальным данным: — 7,56 ккал.) Построим график зависимости !н Р от ЦТ (см. рисунок). Наклон прямой = — ЬН,уб„/2,303Т4. Наклон Л (1к Р) (1,800 — 0400) ! 95 104 4К Л (ЦТ) (6,90 — 7,72) . 10 ЛН„бл = 2,303Т( Наклон = 2,303 1,987 ° 1,95 104 = =89200 кал моль ' (или 89,2 ккал моль ').
г,о )н (75125) . 2,303 й ° 250 ° 200) ~ 4 4 субе 50 2190 кал моль Ре ЛНппр (Тп 7 ~) К Р, 2,303йТ,Тл 1к (300/150) . 2 303й. 400 00 1654 кал ° моль !00 ЛН,убп, = ЛНпл+ ОН пр' ЬНп, = ЛН, вл — оН„,р — — 2190 — 1654=536 кал моль '. а) Построим график зависимости (нР от ЦТ (см. рисунок). Наклон прямой = — ГНппр(2,30М.
б) При — 50пС Т=223,2'К и ЦТ=О,(1)448пК '. Из графика при ЦТ=0,00448 !К Р=1,72, следовательно, Р=-52 мм рт. ст. 7 ~'-нЭ и Ь ~ — ) = 26,74 кап 'К Т ) ЬН1 — — — 26,138 ккал; А(0' — Йо) = 298,15 26,74 = = 7972 кал; Ь44" = о(6' — Но) + ЬНо= 7972 — 26 138 = — 18 166 кал; — лс* 18166 13 3. Р 2,303 йТ 4,576 ° 298,15 К =2 ° 10з. лл' ( л — л') ьР~ = — 61,11-1- 57,29+ 32,74+ = — 2,!2 кал ° 'К Ь вЂ” о = 2 ° 27,0 — 1 ° 48,0 = 6,0; — (Ь(л — АЙ') = 6 0 Т= 6 0 .
600 = 3600 кал ЬНВ= 2( — 27000) — 1( — 94000)=40 000кал; — ЬО' = 3600 — ЬНо = 3600 — 40 000 = = — 36400 кал; 286 284 Глава Р/!/ Лсх' = 36 400 кал; — 36 400 2,303 1,987 600 од ое Кр=5,50 1О ". дэ РАЗДЕЛ УП1-2 аг " о) о Ч1И-2-1, нм -о,г в э ю и )г )/т )о' Тв т' ЧИ!-2-2. ЙИ-2-5. = — 3,4 кал. см а.'К ЧИ1-2-3. ЙИ-2-6. ЧИ1-2-4. /длР) / д (ЛР/Т! ~ ( дТ / — Т ЛЯ вЂ” ЛР дР ЛН 80 дТ Т Л(г (273,2 [(0,92 — 1,00)/(1,00 ° 0,92)И /ЛР = — 3,4 /Л Т = — 3,4 ( — 1) = =3 4 кал см а ° ' ' =1,4 10' атме 41,3 см' ° атм « кая Ромбическая сера стабильнее.
с((86) =ЮГ с/Р; ЬСгг — Лб) =Л)7 (Рг — Р,); 0 — 18кал моль )=( — — — ) сма г ' ° 32 Ог моль 'Х 1 1 2,07 1,96 Х(Рг — ) атм 413 'атм' Рг=858 атм. Поскольку условия равновесия имеют одинаковый вид К=Рсо,/Рсо, то имеется только одна температура, при которой обе реакции могут быть в равновесии одновременно, — температура, при которой Свободная энергоя и химическое равновесие К, =Кг. Построим графики зависимости !яК) от 1/Т и [пКг от 1/Т (см. рисунок).
Точка пересечения дает 1/1' = 11,9 10 ", Т = 840'К (567'С) н !иК) = !яКг — — — 0,01; К=0,98. (По оригинальным данным !яК= — 0,1, но здесь явная ошибка.) Стандартным состоянием твердого тела или жидкости в чистом виде или в растворе является чистое вешество. [с = [а'+ КТ !и а. Если вещество чистое, то р= [а' и а=1. Таким образом, в условиях равновесия мы заменяем активности каждого чистого вещества единицей, что равноценно пренебрежению ими. Если вещество не вполне чистое, то в первом приближении активности можно заменить мольными долями (согласно закону Рауля), но не концентрацияии. 4 -).0 ° ~ Х Р 1 ати Х 1300' К = 36,7 г моль '. б) ХпО+ СО ч~ Хп + СОг л«))-а) л,о л,л )числа новей «Эв рвввовесвв' пебщ ио() + а) Общий вес газов равен оо = и, И! — а) .
28,01+ + а 65,37+ а . 44,01] (числа — молекулярные веса газов), со = па(28«01 + 81*37а)1 286 Глава У!71 Свободная энергия и «имическое равновесие пойм 1+ а ш,)00-)е)уе 160 6,3 16,79 ) 5,70 0,025 0,040 0,036 0,0365 0,0363 у слишком мал у слишком велик иитсрполяция Ч1И-2-7. ЧП1-2-9. ЧШ-2-8. Ч! 11-2-10. в) Р,=Р,п= ",'" Р=0,162 атм; Рсо= ' Р=0,675 атм; по (1+ а) Кр —— со* г" —— 3,89 ° 10 ' атм. Рсо Хуй -ьХ+ 2У (0,(а-г) * 2г (число молей прв рсвповесии! и„,,„= 0,40+ 2г; РУ 1,20 атм ° 1О л ЙТ 0,08206 л атм 'К ' моль 1 300'К = 0,487; 0,40+ 2г = 0,487; г = 0,044.
Ркрт г(2г) (1,20) 2 Р Р „(0,40 — г) (0,40+ 2г)2 а) 2302 + Огсс~ 2802 (0,100+тй) и й),100-2ар! (число молей при рввиовесви! и с, =0,200+у; у 2л ((Т 0,08206 л ° атм ° 'К ' ° моль ' ° 300'К 0,0812 моль ° атм ', и,бм= — =2,78 атм 0,0812 моль атм =0,226 моля; РУ вЂ” 1 о ~п АсТ у = 0,026 моля; Х, — "= — '=0,1!5. у 0,026 асбсп О 226 Р)о "йо, У 00482 00812 Рт Р птзо по йТ 0,1522 ° 0,026 в) 280,+ От~э 280) 2е е (О.!ПО-2е! (число мелей при ревповссяи~ ".чо, К )(Т 0,32 — — — 3,94; пЗО пО У 0 0812 ( ' у) 3 94 (0,100 — 2у) (2У)с У ' ' ус Это уравнение лучше всего решать методом подбора.
Возможен следующий прием. Очевидно, что у должен находиться между 0 и 0,050. Теперь найдем среднее в следующих интервалах! 2у =0,73 (730(0) — доля диссоциирующего 802 Число молей НОАС (1000(0-ный мономер) = 13,80)4 ')(,1О ' 0,0568=7,84.!О "; число молей (НОАС), (1000)0-ный димер)м '72 7,84 1О "=3,92.!О ". Предполагая 1000(0-ны(( димер, давление идеального газа должно быть равно пНТ 3,92 ° 10 82,06 ° 324,4 Р( — — — ' 8' ' — 0,0290 атм у 359,8 = 22,0 мм рт. ст. (НОАС),(г) ~~2НОАС(г) (1-п) 2п (ЧИСло мовей прп ревчовссии) Общее число молей равно (! +а). Р((!+а)= Рп,бл= 22,0(1+а)= 2598 мм рт.
ст.; а = 0,181; Рпой, (2а) Р К вЂ” ' — ( + 3,52 мм рт. ст. Р(ноас), (1 — а) () + а) Водный раствор: [НВг) + [К НВг) = =20,40.!О моль л ' СнеллезольвиС(Я(): [НВг) =28,43 10 ' моль. л ' Водный раствор: [К)+ [К НВг) = 26,91 10 моль л ' (НВг),(81() ч~ 2НВг (ай) (нв !'„ =5,02 !О [НВг)'„= ' ' 5,02 1О ' =71с4 10 [НВг), =8,45 ° 10 моль ° л '; Свободная внергия и яимичесное равновесие Глава У!П 288 б) Парциальное давление при равновесии, атм Л(л(= — 6,818 ккал; 58!8 2 303 ° ),987 298 )5 УИ1-2-13. 71И-2-12.
!О Зав, (М0 [К * НВх), = 20,40 1Π— [НВх),„= =20,40 1О ' — 8,45 !О '"=!1,95 ° !О г; [К), =26,9! ° 10 ' — 11,95 ° !О '= = 14,96 ° !0 ' моль л !)Жг! (К! 845, Го г, )4,95, Ш (К ° нп'!а ! ),95 ° )О = 1,06 ° 10 УИ1-2-11. а) СО(г)+Н,О(г):~СО2(г)+Н,(г)„ б) Н20(ж)~ Н,О(г), Лбг —— 2,055 ккал (2) — 2055 2,303. ),987 298,)5 Рн,о = Кр, = 3,12 ° 10 атм.
в) СО(г)+ Н20(ж)«~СО2(г)+ Н (г) (3) (1,00-х! (1,00+х! (1,00+х1 (атиосфер при равновесии) (! 00+ хР (2 — УР Пусть у=! — х, тогда ! + х=2 — у и = 3,12 ° 100. Примем, что у~2. — =3,!2 !О', у=1,28 10 'атм= = Рсо, 'Рсо,= Рн,= 2,00 — у=2,00 атм; Рн,о = =3,12 !О ' атм. А(г) + 2В(г) = С(тв)+ 2Р (г) а) Число молей в начале реакции п, По 0 0 Число молей при равновесии па(1 — а) по(! — 2а) [поа) п02а Общее число молей газа при равновесии равно по(2 — а).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
