ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.01.2025
Просмотров: 38
Скачиваний: 0
Выпишем из таблицы справочные значения |
f |
H 0 |
и S 0 |
исходных веществ и продуктов реакции: |
|||||
|
|
|
|
|
298 |
298 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вещество |
f H2980 , кДж/моль |
0 |
, |
Дж |
|
|
|
|
|
|
|
S298 |
моль К |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
H2(г) |
0 |
|
|
130,6 |
|
|
|
|
|
Cl2(г) |
0 |
|
|
223 |
|
|
|
|
|
HCl(г) |
-92,3 |
|
|
186,7 |
|
|
|
|
|
Стандартная энтальпия реакции:
r H2980 f H2980 (продуктов реакции) f H2980 (исходных веществ)
2 f H2980 (HCl) f H2980 (H2 ) f H2980 (Cl2 )
2 ( 92,3 кДж/моль) 0 кДж/моль 0 кДж/моль 184, 6 кДж 184600 Дж
r H2980 < 0. Реакция экзотермическая.
Стандартная энтропия реакции:
r S2980 S2980 (продуктов реакции) S2980 (исходных веществ)
2S2980 (HCl) S2980 (H2 ) S2980 (Cl2 )
2 186, 7 Дж моль К 130, 6 Дж моль К 223 Дж моль К 19,8 Дж К
r S2980 > 0. Энтропия повышается. Система становится менее упорядоченной.
Стандартное изменение энергии Гиббса реакции при 2 температурах:
r G2980 r H2980 T1 r S2980 184600 Дж 298K 19,8 Дж К 190500 Дж 190,5 кДж
r G9000 r H2980 T2 r S2980 184600 Дж 900K 19,8 Дж К 202420 Дж 202, 4 кДж
rG2980 0; при стандартных условиях реакция может протекать самопроизвольно в прямом
направлении.
rG9000 0; при T = 900K реакция может протекать самопроизвольно в прямом направлении.
Изменение количества газообразных веществ в ходе реакции:
(продуктов реакции) (исходных веществ) (HCl) (H2 ) (Cl2 ) 2 (1 1) 0
Рассчитаем константы равновесия КР и КС при 2 указанных температурах:
|
|
|
|
|
|
rG2980 |
|
|
|
190500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
e8,314 298 |
|
2, 47 1033 |
|||||||||
При Т = 298К: K |
P |
RT |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
KP |
|
|
|
KP |
|
|
|
33 |
|
K |
C |
|
|
|
|
|
|
|
K |
P |
2, 47 10 |
||||
(RT ) |
(RT )0 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
rG9000 |
|
|
|
202420 |
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
e8,314 900 |
|
5, 6 1011 |
|||||||||
При Т = 900К: K |
P |
RT |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
KP |
|
|
|
KP |
|
|
|
11 |
|
K |
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
P |
5,6 10 |
|||
|
|
|
(RT )0 |
|
|||||||||||
|
|
|
(RT ) |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Как видим, при повышении температуры, константы равновесия уменьшаются, равновесие смещается влево (в сторону образования исходных веществ)
4.3.
Т = 900К
Начальные давления веществ: p(H2) = p(Cl2) = 50 кПа = 5∙104 Па p(HCl) = 80 кПа = 8∙104 Па Переводим давления в атмосферы:
p(H2) = p(Cl2) = 5∙104 Па = 5 104 0,5(атм) 105
p(HCl) = 8∙104 Па = 8 104 0,8(атм) 105
Составим таблицу материального баланса для расчета равновесных давлений:
Компонент |
H2 |
Cl2 |
2HCl |
Начальный состав, атм. |
0,5 |
0,5 |
0,8 |
Изменение, атм. |
x |
x |
2x |
Равновесный состав, атм. |
0,5 – x |
0,5 – x |
0,8 + 2x |
Выражение константы равновесия KP:
KP |
|
p2 |
(HCl) |
|
p(H2 ) p(Cl2 ) |
||||
|
|
|||
Подставляем значения, решаем уравнение и рассчитываем равновесные давления
0,8 2x 2 5, 6 1011 0,5 x 2
x 0, 499998
pравн (H2 ) pравн (Cl2 ) 0,5 x 0,5 0, 499998 2 10 6 (атм) pравн (HCl) 0,8 2x 0,8 2 0, 499998 1,8(атм)
(так как значение константы равновесия очень большое, то исходные вещества практически
отсутствуют)
Рассчитаем равновесные концентрации веществ: p cRT
cравн |
|
|
|
pравн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
RT |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
H2 |
|
|
p |
равн (H |
2 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 10 6 атм |
|
|
2, 7 10 8 моль/л |
|||||
|
|
|
|
RT |
|
|
|
|
|
|
л |
атм |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0, 082 |
900K |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
моль К |
||||||||
Cl2 |
|
|
|
pравн (Cl2 ) |
|
|
|
|
|
|
|
2 10 6 атм |
|
|
2, 7 10 8 моль/л |
|||||||
|
|
|
|
RT |
|
|
0, 082 |
л атм |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
моль К 900K |
|||||||||
HCl |
|
|
pравн (HCl) |
|
|
|
|
|
|
1,8атм |
|
|
|
2, 44 10 2 моль/л |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л атм |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
RT |
|
0, 082 |
К 900K |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
моль |
||||||||||
4.4.
При увеличении давления равновесие смещается в ту сторону, где наименьшее количество газообразных веществ. В левой и правой частях уравнения реакции одинаковое количество газообразных веществ (2 моль в левой части и 2 моль в правой). При увеличении давления равновесие никуда не сместится.
4.5.
Способы увеличения выхода продуктов химической реакции:
1)Уменьшение температуры
2)Увеличение концентрации (парциального давления) исходного газообразного вещества (H2 и/или Cl2)
3)Уменьшение концентрации (парциального давления) газообразного продукта реакции (HCl)
Изменение давления (объема) никак не повлияет на смещение равновесия, так как в обеих частях
уравнения одинаковое количество газообразных веществ.