Файл: Соляков, В. К. Введение в химическую термодинамику прогр. пособие для самостоят. изучения.pdf

5 - 7

Уравнения (5.13) и

(5.14)

получили назва­

ние уравнений

и з о т е р м ы

х и м и ч е с к о й

р е а к ц и и. Их широко используют для ана­

лиза направленности реакции при различных

начальных парциальных давлениях или кон­

центрациях ее участников. Для получения от­

вета на вопрос, пойдет ли реакция и в каком

именно

направлении,

согласно . уравнениям

(5.13)

и (5.14),

достаточно сравнить

можность рассчитать:

(равновесную)

а) максимально возможную

с т е п е н ь п р е в р а щ е н и я

того или иного

ству, которое имелось

в исходной

смеси;

ре­

б) р а в н о в е с н ы й

в ы х о д продуктов

акции— максимальное

количество

этих

про­

дуктов, которое можно получить

из опреде-

N 2 +

ЗН2

2 Ш 3

осуществляемую в

закрытом реакторе

(и =

— const) при некоторой

постоянной

темпе­

ратуре.

чены

следующие

равновесные

концентрации

азота

и водорода:

Соотношение

Значения

начальных .

равновесных

концентраций

концентраций

aNg

aH2

Случай I

CNj

1

/

m

(стехиометриче­

3

ская смесь)

Случай II

CN3 .

1 ,1 /

0,9m

CH5

3

Случай III

c Hj

3

0,9/

1,1 m

1)

a NHj '>

° rNH3. '>

°N H 3

®

2 3

2 )

ffNH3 >

a N H s >

CrNHj

~

5 — 21

CTNHS >

CTNH3 >

CTNH3

—

®

4

. 4 )

ctn h 3=

ct" h 3=

ctn h 3 -

5~ 2

5 - 8

1)

«Кр > Кf»,

Ответ неправильный.

Способ выражения константы химического равнове­

сия

(через давления

или

через

летучести)

выбирается

в зависимости от того, при каких давлениях и темпе­

ратурах рассматривается данная реакция. При относи­

тельно небольших давлениях и достаточно высоких тем­

пературах, когда все

газы — участники реакции — с до­

статочной точностью подчиняются уравнению идеального

газа и, следовательно, их химические потенциалы опре­

деляются уравнением (4.49), удобнее пользоваться кон­

стантой Кр. В случае, когда равновесие той же самой

реакции рассматривается в условиях, не позволяющих

считать участников реакции идеальными газами, вместо

Кр берут К/■

Исходя из определения летучести (см. 4—14), нетруд­

но прийти к выводу, что такое изменение условий суще­

ствования газа, при котором ои из реального становится

идеальным, должно приводить к приближению фиктив­

ного давления — летучести

к действительному давлению

вплоть до полного их совпадения. В частности, при до­

статочном понижении общего давления и соответствую­

щем уменьшении парциального давления компонентов

реакционной газовой смеси для каждого из этих ком­

понентов имеет место предельный переход

1ІШ f; = Pf

Рі+ о

1

1

Отсюда следует, что при низких давлениях выраже­

ния

константы химического равновесия

через давления

и через летучести не различимы

(Кр — Кі).

Таким образом, выбранный Вами (для любых давле­

ний) ответ означает, что понижение давления в системе

сопровождается ростом X/. Но это противоречит одному

из основных свойств константы равновесия, по которому

она зависит только от температуры, независимо от спо­

собаее выражения.

Поэтому вернитесь к фрагменту 5—4 и выберите дру­

гой ответ.

5— 9

1)

«Окисление

возможно». Правильно.

5.2.

Смещение химического равновесия при

изменении внешних условий проведения

реакции (давления и температуры)

Анализировать

влияние

общего

давления

(при

Т = const)

на

состояние

равновесия

удобнее всего q

п о м о щ ь ю

одного

из

выраже-

ак (газ) = ЬВ (газ)

(5.16)

Кр = т Ц г

(5.17)