Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Пример 5.






    Для газофазной реакции А + В = D + F рассчитайте константу равновесия при температуре Т = 700 К и равновесные концентрации веществ в системе, если известно, что стандартное изменение энергии Гиббса реакции при этой температуре равно D r G 0 = - 8 кДж и начальные концентрации равны:

    С 0, А = 2 моль/л, С 0, В = 3 моль/л. Концентрации веществ D и F в начальный момент равны нулю.

    Решение. Стандартная константа равновесия K 0 связана со стандартной энергией Гиббса реакции по уравнению: D r G 0 = - RT ln K 0.

    Отсюда находим логарифм стандартной константы равновесия:

    Следовательно, K 0 = e 1, 375 = 3, 96.

    Стандартная константа равновесия выражается через относительные равновесные парциальные давления участников реакции, возведенных в степени, равные стехиометрическим коэффициентам. В данном случае:

    где - относительное равновесное парциальное давление i – го компонента, P i - его равновесное парциальное давление,

    P 0 – стандартное давление. Так как нам надо рассчитать равновесные концентрации, то расчет необходимо вести через константу равновесия K C, выраженную через равновесные концентрации участников реакции. В данном случае она равна: где квадратными скобками обозначены равновесные концентрации соответствующих веществ. Константы равновесия K 0 и K C связаны между собой следующим соотношением:

    где Dn - изменение числа молей газообразных участников реакции. Для данной реакции Dn = n D + n Fn A- nB= 1 + 1 – 1 – 1 = 0. Следовательно, константы равновесия равны K 0 = K C.

    Теперь проведем расчет равновесных концентраций участников реакции. Предположим, что к моменту равновесия прореагировало x моль /л вещества А, тогда из уравнения реакции следует, что в реакцию вступило x моль /л вещества В и образовалось x моль /л вещества D и x моль /л вещества F. Выражаем через x равновесные концентрации веществ:

    Вещество Начальная концентрация, моль/л Равновесная концентрация, моль/л
    A   2 - x
    B   3 - x
    D   x
    F   x

     

    Подставим равновесные концентрации в выражение для константы равновесия

    K C и получим:

    Решаем это уравнение относительно x. Оно преобразуется к следующему квадратному уравнению: 2, 96 x 2 – 19, 80 x + 23, 76 = 0.

    По известным формулам для квадратного уравнения находим, что это уравнение имеет два корня: x 1 = 5, 12 и x 2 = 1, 57. Корень x 1 не удовлетворяет условию задачи, так как начальные количества исходных веществ меньше. Условию задачи удовлетворяет корень x 2 = 1, 57. Следовательно, равновесные концентрации веществ равны: [A] = 2 – 1, 57 = 0, 43 моль/л; [B] = 3 – 1, 57 = 1, 43 моль/л;

    [D] = [F] = 1, 57 моль/л.

     

    Раздел «Химическая кинетика»

    Пример 1. Определите время, за которое прореагирует 90 % вещества А, разлагающегося по реакции первого порядка: A ® B + D, если известно, что время полупревращения составляет t ½ = 40 мин.

    Решение. Текущая концентрация исходного вещества для реакции 1 – го порядка определяется уравнением: C = C0 exp (-kt) (1)

    Количество распавшегося вещества А к моменту времени t равно x = C0 - C

     
     

    Подставим в уравнение (1) С = С 0 - x и получим

     

     
     

    Доля распавшегося вещества a равна

    Из этого уравнения выразим экспоненту:

    Логарифмируем это выражение и находим время:

    Константу скорости реакции находим из уравнения для периода полупревращения реакции первого порядка:

    Подставляем выражение для k в уравнение для времени t и получаем окончательное уравнение: Проводим вычисления:

    Пример 2. Для элементарной реакции A + B = D + F при начальных концентрациях реагентов С А 0 = С В 0 = 0, 6 моль/л через 20 мин. после начала реакции концентрация вещества А уменьшилась до значения С А 1 = 0, 4 моль/л. Определите концентрацию вещества А через 60 мин. после начала реакции.

    Решение. Поскольку данная реакция элементарная, то это реакция второго порядка. При равных начальных концентрациях реагентов для реакции второго порядка решение дифференциального уравнения

     
     

    приводит к следующему результату:

    Выразим из этого уравнения константу скорости и текущую концентрацию

    Вычислим константу скорости по заданным условиям:

    Далее вычисляем концентрацию вещества А через 60 мин. после начала реакции:

    Пример 3. Скорость образования NО в реакции: NOBr(г) ® NO(г) +1/2 Br2 (г)

    равна 1, 6× 10 -4 моль/(л× с). Определите скорость реакции, скорость расходования NOBr и скорость образования Br2 .

    Решение. Из уравнения следует, что из 1 моль NOBr2 образуется 1 моль NO и 1/2 моль Br2, тогда скорость реакции можно выразить через изменение концентрации любого компонента:

     

     

     

    Скорость расходования NOBr равна скорости образования NO с обратным знаком, а скорость образования Br2 в 2 раза меньше скорости образования NO:

     

                   
       
     
     
     
     
     
           
     
     
     
     


    ,

     

                       
       
     
     
     
     
     
           
     
     
     
     
       
     

     







    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.