Файл: Методические указания для самостоятельной работы для студентов направления подготовки бакалавриата 05. 06. 03 Экология и природопользование.doc

_Т) и изменениям энтальпии образования при 0 K, которые необходимы для данного расчета.

Значения приведенных энергий Гиббса рассчитаны для определенных температур. Для температуры 850 K берется среднее арифметическое между данными для температуры 800 и 900 K.

таблица справочных данных, необходимых для расчета:

Компонент	NH3 (г)	O2 (г)	H2O (г)	NO (г)
, кДж/моль	‒39,22	0	‒238,91	90,15
, Дж/моль∙K
800 K	194,46	205,16	188,84	210,07
900 K	199,25	208,75	192,9	213,70
850 K	196,86	206,96	190,87	211,90

2. Составить уравнение для расчета теплового эффекта реакции при 0 K и произвести необходимые вычисления:



2. Составить уравнение для расчета приведенной энергии Гиббса реакции при 850 K и произвести необходимые вычисления:



Вычислить значение логарифма константы равновесия по формуле:

Задачи для решения

2.1. Вычислить константу равновесия реакции, протекающей в водном растворе при 25°С и заданной температуре.

№	Вещество	Процесс	Т, °С	, кДж/моль
	(СН3СOO)2Ba	гидролиз	60
	Ag2CO3	растворимость	80	См. краткий справочник
	NH4NO3	гидролиз	80
	Hg2CrO4	растворимость	90	См. краткий справочник
	Na3PO4	гидролиз	70	См. краткий справочник
	CaCO3	растворимость	60	См. краткий справочник
	Na2HPO3	гидролиз	90	См. краткий справочник
	CaSO4	растворимость	70	См. краткий справочник
	FeCl3	гидролиз	60
	PbCl2	растворимость	80
	MnCl2	гидролиз	70
	Li3PO4	растворимость	90	См. краткий справочник
	Sn(NO3)2	гидролиз	80
	PbI2	растворимость	80
	Zn(NO3)2	гидролиз	70
	HCOOK	гидролиз	90
	K2C2O4	гидролиз	60	См. краткий справочник
	Са3(РО4)2	растворимость	60	См. краткий справочник
	Na2CO3	гидролиз	80
	AgCN	растворимость	80	См. краткий справочник
	KHCO3	гидролиз	70
	BaSO3	растворимость	60	См. краткий справочник
	Na2S	гидролиз	90	См. краткий справочник
	Zn(OH)2	растворимость	90	См. краткий справочник
	Na2SO3	гидролиз	60	См. краткий справочник
	CaC2O4	растворимость	70	См. краткий справочник
	NaNO2	гидролиз	80
	BaCO3	растворимость	90	См. краткий справочник
	MgCO3	растворимость	70	См. краткий справочник
	Fe(OH)2	растворимость	70	См. краткий справочник

---

2.2. Вычислить константу равновесия реакции при заданной температуре методом Темкина-Шварцмана и по методу приведенных энергий Гиббса

№	Реакция	Температура, °С
	2HBr (г) = H2 (г) + Br2 (г)	827
	CO2 (г) + 4H2 (г) = CH4 (г) + 2H2O (г)	402
	2HCl (г) = Cl2 (г) + H2 (г)	1227
	2N2 (г) + O2 (г) = 2N2O (г)	1227
	N2 (г) + O2 (г) = 2NO (г)	1127
	4HCl (г) + O2 (г) = 2H2O (г)+ 2Cl2 (г)	430
	CO (г) + 3H2 (г) = CH4 (г) + H2O (г)	427
	2H2S (г) = 2H2 (г) + S2 (г)	727
	H2 (г) + CO2 (г) = CO (г) + H2O (г)	527
	2H2O (г) = 2H2 (г) + O2 (г)	1327
	2CO2 (г) = 2CO (г) + O2 (г)	1727
	2SO2 (г) = 2O2 (г) + S2 (г)	527
	4HCl (г) + O2 (г) = 2H2O (г) + 2Cl2 (г)	650
	C2H6 (г) = С2H4 (г) + H2 (г)	627
	3H2 (г) +N2 (г) = 2NH3 (г)	527
	CH4 (г) + CO2 (г) = 2CO (г) + 2H2 (г)	490
	2CO2 (г) = 2CO (г) +O2 (г)	1127
	CO (г) + H2O (г) = CO2 (г) +H2 (г)	927
	2HI (г) = H2 (г) +I2 (г)	727
	2NO2 (г) = 2NO (г) + O2 (г)	727
	H2 (г) + CO (г) = HCOH (г)	727
	3CO (г) + 2H2O (г) = CH3OH (г) + 2CO2 (г)	127
	CO2 (г) + 3H2 (г) = CH3OH (г) + H2O (г)	627
	CO (г) + H2O (г) = CO2 (г) + H2 (г)	727
	C2H5OH (г) = CH3CHO (г) + H2 (г)	523
	2SO3 (г) = 2SO2 (г) + O2 (г)	1227
	2NO2 (г) = N2 (г) + 2O2 (г)	627
	2HBr = H2 + Br2	727
	2HI (г) = H2 (г) + I2 (г)	927
	C2H6 (г) = C2H4 (г) + H2 (г)	727

---

---

3 Расчет состава равновесной газовой смеси

 Краткие теоретические сведения

Для определения состава системы при установившемся равновесии, а следовательно, и выхода продукта реакции необходимо знать константу равновесия и состав исходной смеси.

 Примеры решения задач

Пример 7. Определить степень диссоциации иодоводорода на водород и иод

2HI_(g) = I_2(g) + H_2(g)

при температуре 693 K и давлении 1 атм., если константа равновесия реакции в данных условиях равна 0,02.

Обозначим степень диссоциации иодоводорода через α.

1 .Баланс реакции:

_{2HI(g) = I2(g) + H2(g})

Вещество	HI	I2	H2
Было:	n	0	0
Реакция:	–nα	nα/2	nα/2
Итого:	n – nα	nα/2	nα/2

Пусть до начала реакции в системе было n моль HI.

Тогда на момент равновесия прореагировало nα моль этого вещества.

Согласно уравнению реакции, из 2 моль HI образуется по 1 моль H₂ и I₂.

Следовательно, если на момент равновесия в реакцию вступает nα моль HI, то образуется по моль H₂ и I₂.

2. Определить равновесные мольные доли компонентов системы по формуле:

,

где n_i – количество вещества отдельного компонента системы; – суммарное количество вещества всех компонентов системы,

.

---

;

;

.

3. Определить равновесные парциальные давления компонентов системы согласно формуле:

,

где – общее давление в системе, атм.

;

;

.

4. Составить уравнение константы равновесия процесса диссоциации иодоводорода

,

и подставить в полученное уравнение определенные в п. 3 парциальные давления компонентов:

,

упростить полученное уравнение:



и решить его относительно α:

Пример 8. Вычислить состав равновесной смеси, образующейся при протекании реакции

C₂H_2(g) + N_2(g) = 2HCN_(g),

если процесс проводили при температуре 1500 K и давлении 1 атм. Константа равновесия реакции в данных условиях составляет 1,05·10⁻¹. Для проведения реакции было взято 1 моль ацетилена и 1 моль азота.

Решение. Обозначим степень превращения реакции через α.

1.Составить баланс реакции:

_{С2Н2(g) + N2(g) = 2HCN(g})

Вещество	С2Н2	N2	HCN
Было:	1	1	0
Реакция:	–α	–α	2α
Итого:	1–α	1–α	2α

2. Определить равновесные мольные доли компонентов системы:

---