Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Решение задач на термодинамику и кинетику

.doc
Скачиваний:
44
Добавлен:
10.04.2015
Размер:
151.55 Кб
Скачать

Пример задания (фрагмент табл.1):

Уравнения реакций

x1

x2

T1, K

T2, K

ОБЩИЙ ВИД

ПРИМЕР

пример

a A + b B ⇄ c C + d D,

2 H2О(г) + 2 Br2(г) ⇄ 4 HBr(г) + O2(г)

2

0,5

2,4

278

303

3,5

2,5

1,5

1. Расчет :

ОБЩИЙ ВИД

ПРИМЕР

c(C) + d(D) – [a(A) + b(B)],

где – см. табл.2.

4(HBr(г)) + (O2(г)) – [2(H2О(г)) + 2(Br2(г))] =

= 4·(-36,38) + 0) – (2·(-241,81) + 2·30,91) = 276,28 кДж/моль.

Определение типа реакции:

ОБЩИЙ ВИД

ПРИМЕР

= 0

> 0

< 0

= 276,28 > 0

Тип реакции

атермическая

эндотермическая

экзотермическая

эндотермическая.

2. Формула для расчета Δn:

ОБЩИЙ ВИД

ПРИМЕР

Δn = c + d – (a + b) (коэффициенты перед формулами твердых веществ не учитываются)

Δn = 4 + 1 – (2 + 2) = 1.

Оценка :

Δn

ОБЩИЙ ВИД

ПРИМЕР

= 0

> 0

< 0

Δn = 1 > 0

≈ 0

заметно > 0

заметно < 0

заметно > 0.

Расчет :

ОБЩИЙ ВИД

ПРИМЕР

c(C) + d(D) – [a(A) + b(B)],

где – см. табл.2.

4(HBr(г)) + 1(O2(г)) – [2(H2О(г)) + 2(Br2(г))] = 4·198,58 + 205,04 – [2·188,72 + 2·245,37] =

= 131,18 Дж/(К·моль) = 0,13118 кДж/(К·моль)

Сравнение качественной оценки с расчетным значением [«заметно», если порядок величины – это десятые кДж/(К·моль)]:

= 0,13116 кДж\(К·моль) > 0 и имеет порядок десятых, т. е. качественная оценка совпала с расчетным значением.

Возможность самопроизвольного протекания реакции в изолированной системе при стандартных условиях и 298 К:

ОБЩИЙ ВИД

ПРИМЕР

< 0

> 0

= 0,13118 > 0

Реакция

невозможна

возможна

невозможна

3. Расчет :

ОБЩИЙ ВИД

ПРИМЕР

= T, где T – температура, К;

= – 298 = 276,28 – 298·0,13118 = 237,19 кДж/моль.

Возможность самопроизвольного протекания реакции в закрытой системе при стандартных условиях и 298 К:

ОБЩИЙ ВИД

ПРИМЕР

< 0

> 0

= 237,19 > 0

Реакция

возможна

невозможна

невозможна.

4. Выражение для константы равновесия:

ОБЩИЙ ВИД

ПРИМЕР

(p* твердых веществ не входят в это выражение).

Расчет Kp:

ОБЩИЙ ВИД

ПРИМЕР

где R = 0,00831 кДж/(моль·К) – газовая постоянная;

Оценка равновесного состава при стандартных условиях и 298 К [«близко к 1», если 0,001 ≤ Kp ≤ 1000]:

ОБЩИЙ ВИД

ПРИМЕР

Kp

<< 1

>> 1

близко к 1

Равновесный состав

преобладают реагенты

преобладают продукты

количества сопоставимы.

преобладают продукты

Для смещения равновесия реакции вправо:

ОБЩИЙ ВИД

ПРИМЕР

= 0

> 0

< 0

= 276,28 > 0

Т надо

не влияет

повысить

понизить

повысить;

Δn

> 0

> 0

< 0

Δn = 1 > 0

p надо

не влияет

понизить

повысить

понизить

Газообразные

реагенты надо добавить

продукты надо отвести.

H2О(г) и Br2(г) надо добавить, а HBr(г) и O2(г) надо отвести.

5. Кинетическое уравнение:

ОБЩИЙ ВИД

ПРИМЕР

v = k{с(A)}{с(B)}, где x1 и x2 – см. табл.1.

v = k{с(H2О)}2{с(Br2)}0,5.

Расчет числа раз, в которое увеличится скорость реакции:

ОБЩИЙ ВИД

ПРИМЕР

а) ; б) ; в) (см. табл.1);

а) ; б) 3,52·2,50,5 = 19,4; в) 1,52+0,5 = 2,8.