(13)

(14)

Уравнение (12) отвечает линейной зависимости .

Определим коэффициенты A и B графически. С этой целью по уравнению (10) и данным табл.5 рассчитаем величину в заданном интервале температур.




Таблица 6

Константы равновесия для реакции Nb₂O_5(тв) + 3H_2(газ) = 2NbO + 3H₂O_(газ) при различных температурах

Т,К	1750	1800	1850	1900	1950	2000
10-3/Т,К-1	0,57	0,55	0,54	0,526	0,51	0,5
	-13,5	-12,9	-12,5	-12,04	-11,6	-11,2
Kp	1,37·10-6	2,31·10-6	3,74·10-6	5,87·10-6	8,87·10-6	1,3·10-5

Для графического определения констант A и B в уравнении (12) по данным таблицы 6 построим зависимость .

Рис.5. Зависимость lnK_p от обратной температуры для реакции

Nb₂O_5(тв) + 3H_2(газ) = 2NbO + 3H₂O_(газ)

Рассчитаем коэффициент A


По значению коэффициента A рассчитаем величину среднего теплового эффекта :


Рассчитаем коэффициент B

---

По значению коэффициента B рассчитаем величину изменения энтропии :




Полученные данные отлично согласуются с данными, приведенными в табл.2 и 3.

Исследование 2.

2.1 Определение количества фаз, независимых компонентов и степени свободы.
Рассматриваемая система состоит из трех фаз: двух твердых фаз Nb₂O₅ и NbO, а также газообразной, представляющей смесь газов H₂ и H₂O. Таким образом, ф=3.
Число независимых компонентов k равно наименьшему числу веществ, необходимых для выражения состава всех фаз системы. Это число определяют как общее число веществ в системе m за вычетом числа связей между ними r. Связь между веществами, входящими в рассматриваемую систему, выражается уравнением реакции.
Следовательно:

(15)

Число степеней свободы c равно числу независимых переменных системы (давление, температуры, концентрации компонентов), которые можно изменить в некоторых пределах так, чтобы число и природа фаз оставались прежними. По правилу фаз Гиббса:

(16)

Где n- число внешних параметров, влияющих на состояние равновесия системы. В нашем случае n=1 (только температура, так как в нашем уравнении давление не влияет на состояние равновесия).
Для рассматриваемой системы:


Вывод: c=1 это означает, что не нарушая состояния равновесия в известных пределах можно изменить 1 параметр, при этом число природы фаз не изменится.
2.2. Определение возможного направления.
Изотерма Вант-Гоффа


P_общ=202,6 кПа
Т=1700 К
П_P- произведение фактического парциального давления газообразных компонентов
Кр- константа равновесия

---

равновесие смещается в сторону продуктов реакции
равновесие смещается в сторону исходных веществ
Рассчитаем Кр при заданной Т


P’_H2O, P’_H2 – фактические Пр, выраженные в относительных единицах.







следовательно, равновесие смещается в сторону исходных веществ.

2.3. Определение равновесного состояния состава газовой смеси
Nb₂O_5(тв) + 3H_2(газ) = 2NbO + 3H₂O_(газ)

Обозначим через x мольную долю H₂ , тогда мольная доля H₂O будет 1-x
Запишем Kp для данной реакции при заданной T
x1=0,99
x2=1,0045
x3=1,004
Физический смысл имеет только первый корень, т.к. мольная доля не может быть отрицательной и больше единицы. Таким образом, в равновесной газовой смеси мольная доля водорода N_H2=0,99 и мольная доля воды N_H2O=1-0,99=0,01. Содержание этих газов, выраженное в объемных процентах (Об.%) составит:
Установление направления смещения равновесия.

Принцип Ле Шателье
1) При увеличении T равновесие смещается в сторону эндотермической реакции

---

Так как реакция эндотермическая.Следовательно, равновесие смещается в сторону продуктов реакции(вправо).
2) При увеличении P равновесие смещается в сторону веществ с меньшим объемом газовой фазы. В нашем случае давление не влияет на состояние равновесия.

---

Смотрите также файлы

• Урок литературы в 9 классе Портрет Печорина Какие эпитеты использует автор Почему он использует уменьшительноласкательные суффиксы.ppt

• Вариант 1 1Прочитай. Найди ошибки. Запиши текст правильно.docx

• Решение кейса 4 Заключение 7 Список литературы 8 Условие Студентпрограммист Вас зовут Михаил, вам 18 лет.docx

• Дифференциация звуков СШ для детей 56 лет.docx

• Судимость и ее уголовноправовое значение.docx