Большой архив готовых типовиков (Задача 3)

Посмотреть архив целиком

Задача 3:




  1. Для приведённых ниже реакции определите область температур, в которой реакция в стандартных условиях протекает самопроизвольно.


  1. Проанализируйте температурную зависимость константы равновесия(Кр) в этой области (метод расчёта Кр выберите самостоятельно). Обоснуйте полученный ход изменения Кр.

  1. Исследуйте влияние начального состава (соотношения между исходными веществами) температуры и давления на равновесный состав ( пределы изменений выберите самостоятельно).


  1. Определите условия (Т и Робщ) протекания процесса для степени превращения одного из исходных веществ, значением которого задайтесь самостоятельно




Решение:


CO + Cl2COCl2(газ)


1) Условием возможности протекания процесса при стандартных условиях является соотношение :

Составим уравнение зависимости , считая


Рассчитаем , , .







CO + Cl2 COCl2(газ)





Определим интервал температур, в котором данное уравнение адекватно:

Температурные интервалы:

CO: 298—2500 К

Cl2: 298—1600 К

COCl2(газ): 298-2500 К

Искомый интервал температур является пересечением выше приведенных интервалов : 298-1600 К


Следовательно, температурную область протекания реакции при стандартных условиях можно определить из соотношения :

Тогда:


Например графически:



Из расчетов видно, что данная реакция идет самопроизвольно при стандартных условиях в интервале температур T=298-785.


2)Расчетаем по формуле:


уменьшается, поскольку исследуемая реакция экзотермическая () и по уравнения Вант-Гоффа:


3) Исследуем влияние начального состава:


Зададимся Р=100 атм.(считая систему идеальной) и Т=700 К.

CO + Cl2COCl2(газ)


1)Исходный состав: 1 1 0


Прореагировало к моменту равновесия: x x x


Состав при равновесии: 1-x 1-x x


n=1-x+1-x+x=2-x



CO + Cl2COCl2(газ)


2)Исходный состав: 1 2 0


Прореагировало к моменту равновесия: x x x

Состав при равновесии: 1-x 2-x x


n=1-x+2-x+x=3-x



CO + Cl2COCl2(газ)


3)Исходный состав: 0.5 1 0


Прореагировало к моменту равновесия: x x x


Состав при равновесии: 0.5-x 1-x x


n=0.5-x+1-x+x=1.5-x





Вывод: Из полученных результатов следует, что с повышением(понижением) концентрации одного из исходных веществ, так же повышается(понижается) степень превращения.


4) Исследуем влияние Т.


Воспользуемся формулой:


Получим:


500

600

700

1.612∙104

192.995

8.056


С увеличением T, уменьшается, что объясняется экзотермичностью процесса ()


5) Исследуем влияние Р.


В формулу подставим =10,100 атм. , где