КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Метод Темкина-Шварцмана 2 страница
моль йода; моль водорода; моль йодистого водорода. Подставим эти значения в выражение (5.44) и определим константу равновесия: . При добавлении к исходной смеси йода и водорода вновь должно установится равновесие, но величина при этом не изменится. Найдем новые равновесные значения чисел молей всех веществ. Обозначим новые значения , тогда новые равновесные числа молей йода и водорода будут равны: ; . Подставим это в (5.44) и решим уравнение: ; ; ; , откуда моль; моль. Первый корень не имеет физического смысла, т. к. может быть только меньше 10,6 моль, в противном случае будет отрицательна. Таким образом, количество йодистого водорода составит 6,45 моль или 6,45·128·10-3 = 0,826 кг. Из разобранного примера видно, что увеличение концентрации исходных веществ смещает равновесие в сторону повышения концентрации конечных веществ. Ответ: кг. Пример 2. При 823 К и давлении 1,0133·105 Па степень диссоциации фосгена на окись углерода и хлор равна 77 %. Определить значения и .
Решение. Запишем реакцию диссоциации фосгена: . Константа равновесия, выраженная через парциальные давления, будет иметь вид: . (5.45) Парциальное давление представим как произведение общего давления на мольную долю данного компонента: ; ; , (5.46) где – суммарное число молей всех компонентов в равновесной смеси. Подставим (5.46) в (5.45): . (5.47) Числа молей компонентов в равновесной смеси найдем по формуле: (5.48) где – число молей -го компонента в исходной смеси; – стехиометрический коэффициент -го компонента в уравнении реакции. Знак «+» относится к продуктам реакции, знак «–» к исходным веществам. Учитывая, что перед началом реакции и отсутствовали, т. е. , а число молей равно стехиометрическому количеству ( моль), получим из (5.48):
; ; ; . (5.49) Подставим (5.49) в (5.47): . Подставим численные значения: (Па). Константу равновесия, выраженную через концентрации, найдем из уравнения: , где – изменение стехиометрических коэффициентов. Следовательно, моль/м3. Ответ: Па; моль/м3. Пример 3. В реакции при начальном давлении водяного пара 1,3325·105 Па после достижения равновесия при 473 К парциальное давление образовавшегося водорода равнялось 1,2717·105 Па. Определить выход водорода, если в сосуд объемом 2·10-3 м3, содержащий металлическое железо, ввести водяной пар под давлением 3,0399·105 Па при 473 К.
Решение. Так как концентрации металлического железа и окиси железа в газовой фазе практически остаются постоянными, то константа равновесия может быть записана в виде: или . (5.50) Реакция по условию идет без изменения объема, поэтому из закона Дальтона при достижении равновесия парциальное давление водяного пара будет равно: Па; Па. Подставим эти значения в (5.50) и найдем . Количество молей получившегося водорода во втором случае: , (5.51) где – парциальное давление водорода при равновесии, которое равно: , (5.52) где – парциальное давление водяного пара при равновесии, равное: . (5.53) Подставим (5.53) в (5.52) и выразим : . Сделаем численный расчет: Па. Массу образовавшегося водорода найдем, умножив число молей на молярную массу кг/моль: ; кг. Ответ: г. Пример 4.Определить стандартное сродство водорода к кислороду при T = 1000 К, если известно, что степень диссоциации водяного пара при этой температуре под давлением 1,0133·105 Па равна 7·10-7.
Решение. На основании уравнения (5.33) вычислим стандартное сродство, равное изменению энергии Гиббса по формуле: , где – константа равновесия данной реакции, выраженная в атмосферах, величину которой определим по известной степени диссоциации водяного пара:
. Если исходить из 1 моля H2O, то в равновесной смеси будет следующие количества H2O, H2 и O2: ; ; . Общее число молей в равновесной смеси: (моль). Тогда парциальные давления компонентов: ; ; . Отсюда Найдем значение , учитывая, что р = 1 атм.: (атм.-1/2). Тогда стандартное сродство будет равно: Дж/моль. Ответ: Дж/моль.
Пример 5. Для реакции определить при 600 К, если при 298 К константа равновесия этой реакции равна 1,0·105. Решение. Так как температурный интервал велик, пренебрегать зависимостью теплового эффекта реакции от температуры нельзя. Эту зависимость можно получить из закона Кирхгофа: . Зависимости теплоемкостей веществ, участвующих в реакции, от температуры находим по П2.9: Таблица 5.8
Находим . Следовательно, . находим по табл. 9 [14]. кДж/моль. ; Согласно уравнению изобары , получим ; ; . Постоянную интегрирования В можно найти по известному значению константы равновесия при Т 2 = 298 К: . Подставим это значение константы интегрирования в ранее полученное нами уравнение зависимости от температуры: . Найдем при К: . Отсюда =26,87. Ответ: =26,87.
ЛИТЕРАТУРА Основная 1. Исаев, С.И. Термодинамика [Текст]: Учебник для вузов/ С.И. Исаев. Изд-во 3-е, перераб. и доп. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000.– 416 с. 2. Кудинов, В.А. Техническая термодинамика [Текст]: Учебное пособие / В.А. Кудинов; Э.М. Карташов. – Изд-во 2-е исправл. – М.: Высш. шк., 2001.– 261 с. 3. Ерофеев, В.Л. Теплотехника [Текст]: Учебник / В.Л. Ерофеев; П.А. Пряхин. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2006.– 488 с. 4. Александров, А.А. Термодинамические основы циклов теплоэнергетических установок [Текст]: Учебное пособие / А.А. Александров. – М.: Изд-во МЭИ, 2004.– 158 с. 5. Прибытков, И.А. Теоретические основы теплотехники [Текст]: Учебник / И.А. Прибытков; Под ред. И.А. Прибытков; И.А. Левицкий. – М.: Изд.центр «Академия» 2004.– 464 с. 6. Теплотехника [Текст]:Учебник / Под ред. В.Н. Луканина. – М.: Высш. шк., 2000.– 671 с. Дополнительная 7. Юдаев, Б.Н. Техническая термодинамика. Теплопередача / Б.Н. Юдаев. – М.: Высшая школа, 1988.– 475 с.
8. Рабинович, О.М. Сборник задач по технической термодинамике. – М.: Машиностроение, 1969.– 240 с. 9. Ривкин, С.Л. Термодинамические свойства газов. – М.: Энергоатомиздат, 1987.– 287 с. 10. Кузовлев, В.А. Техническая термодинамикаи основы теплопередачи [Текст]: Учебное пособие / В.А. Кузовлев. Под ред. Л.Р. Стоцкого. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. Шк. 1983.– 335 с. 11. Нащокин, В.В. Техническая термодинамика и теплоотдача. – М.: Высшая школа, 1980.– 496 с. 12. Энергетические расчеты технических систем [Текст]:Справочное пособие / В.М. Бродянский. – Киев.: Наукова думка, 1991.– 360 с. 13. Техническая термодинамика [Текст] / Учебник для вузов под ред. В.И. Крутова. – М.: Высшая школа, 1981.– 439 с. 14. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. А.А. Равделя и А.М. Понамаревой. – Л.: Химия, 1983.– 232 с. 15. Сборник задач по технической термодинамике [Текст]: Учебное пособие / Т.Н. Андрианов, Б.В. Дзамнев, В.Н. Зубарев, С.А. Ремецев. – М.: Энергоиздат, 1981.– 240 с.
Дата добавления: 2015-05-09; Просмотров: 1191; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |