Задачи 121-150

Задачи 121-150

Определите, может ли при температуре Т самопроизвольно протекать в дымоходах промышленных предприятий приведенная ниже реакция. Какой тип этой реакции: экзотермическая или эндотермическая. Выводы подтвердите расчетами. Рассчитайте константу равновесия при данных условиях (К_р(Т)). При расчетах пользуйтесь справочными данными, которые приведены в методических указаниях или справочником физико-химических величин.

Номера задач и реакции:

№121.

2H₂+O₂=2H₂O T=400 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, экзотермическая, К_р=1.02·10⁸⁰)

№122.

2CO₂=2CO+O₂ T=500 K

(Ответ:реакция не протекает самопроизвольно, эндотермическая, К_р=0.89·10^-51)

№123.

3H₂+N₂=3NH₃ T=800 K

(Ответ: реакция не протекает самопроизвольно, эндотермическая, К_р=0.95·10^-6)

№124.

H₂+CO₂=CO+H₂O T=1200 K

(Ответ: К_р ≈ 1, что характерно для химического равновесия, К_р=1.41)

№125.

Сl₂+CO=COCl₂ T=400 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, экзотермическая, К_р=1.20·10⁷)

№126.

4СO+2SO₂=4CO₂ + S₂₍_Г₎ T=700 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, экзотермическая, К_р=7.20·10¹⁹)

№127.

2NO+H₂=N₂O+H₂O T=900 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, экзотермическая, К_р=1.30·10¹³)

№128.

SO₂+Cl₂=SO₂Cl₂ T=400 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, экзотермическая, К_р=2.09)

№129.

2SO₂+O₂=2SO₃ T=600 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, экзотермическая, К_р=2.50·10⁷)

№130.

S₂+4CO₂=4CO+2SO₂ T=800 K

(Ответ:реакция не протекает самопроизвольно, эндотермическая, К_р=9.12·10^-17)

№131.

S₂+4H₂O = 2SO₂+4H₂ T=900 K

(Ответ:реакция не протекает самопроизвольно, эндотермическая, К_р=2.24·10^-12)

№132.

N₂O₄ =2NO₂ T=400 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, эндотермическая, К_р=48.98)

№133.

2NO₂ = 2NO + O₂ T=500 K

(Ответ: реакция не протекает самопроизвольно, эндотермическая, К_р=6.03·10^-5)

№134.

4NO+6H₂O = 4NH₃+5O₂ T=800 K

(Ответ:реакция не протекает самопроизвольно, эндотермическая, К_р=2.40·10^-69)

№135.

2N₂+6H₂O = 4NH₃+3O₂ T=1200 K

(Ответ:реакция не протекает самопроизвольно, эндотермическая, К_р=5.01·10^-63)

№136.

N₂+O₂ = 2NO T=400 K

Ответ: реакция не протекает самопроизвольно, эндотермическая, К_р=2.95·10^-23)

№137.

2NO +O₂ = 2NO₂ T=400 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, экзотермическая, К_р=1.74·10⁵)

№138.

NH₃+O₂ = NO+H₂O T=500 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, экзотермическая, К_р=1.58·10¹¹²)

№139.

H₂S+2HNO₃ = 2NO₂+2H₂O+S T=600 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, эндотермическая, К_р=794,33)

№140.

3SO₂+2H₂O+2HNO₃=2NO+3H₂SO₄ T=500 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, экзотермическая, К_р=2.82·10²⁶)

№141

4HNO₃=4NO₂ + O₂+2H₂O T=400 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, эндотермическая, К_р=5.01)

№142.

SO₂+O₃ = SO₃+O₂ T=250 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, экзотермическая, К_р=7.24·10³¹)

№143.

2N₂O+ O₃ = 2NO +O₂ T=250 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, эндотермическая, К_р=1.91)

№144.

CO+O₃ = CO₂+O₂ T=250 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, экзотермическая, К_р=5.01·10⁷⁰)

№145.

O₃+NO = NO₂ +O₂ T=250 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, экзотермическая, К_р=2.57·10⁴¹)

№146.

2NO+2СO = N₂ +2CO₂ T=500 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, экзотермическая, К_р=6.46·10⁶⁷

№147.

2NO+CO = N₂O+CO₂ T=500 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, экзотермическая, К_р=4.27·10²³)

№148.

CO+H₂O = H₂ +CO₂ T=500 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, экзотермическая, К_р=138.04)

№149.

2NO+5H₂ = 2NH₃ +2H₂O T=500 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, экзотермическая, К_р=3.9·10⁶²)

№150.

4NH₃+5O₂ = 4NO +6H₂O T=500 K

(Ответ: реакция протекает самопроизвольно, экзотермическая, К_р=5.0·10¹⁰³)

Пример расчета индивидуального задания:

Расчет тепловых эффектов реакций, энтропий и энергий Гиббса проводим по следствию из закона Гесса:

DН_хр(Т)=åDН_пр(Т)-åDН_исх(Т) (1)

Теплоты образования компонентов реакции рассчитаем по закону Кирхгоффа

dDН_обр(Т)/d= C_p (2)

Теплоемкость компонентов зависит от температуры и может быть приближена к степенному ряду:

C_p=а+вТ+сТ^-2 (3)

Если подставить уравнение зависимости теплоемкости от температуры (3) в уравнение Кирхгоффа (2) и проинтегрировать это дифференциальное уравнение, то получим формулу (4) для расчетов тепловых эффектов реакции образования компонентов:

DН_обр(Т) =DН_обр(298)+а(Т-298)+0.5·в(Т²-298²)-c(T^-1-298^-1) (4)

Поскольку энтропия связана с энтальпией выражением:

dS= dH/T , (5)

это дифференциальное уравнение переходит в

DdS(Т)/dT = C_p/T (6)

Если подставить (3) в (6) и проинтегрировать это дифференциальное уравнение, получим формулу для расчетов абсолютной энтропии реакции.

DS_обр(Т) =DS_обр(298)+а·ln(Т/298)+в(Т-298)-0.5·c(T^-2-298^-2) (7)

Энергию Гиббса легко найдем из определения этой величины

DG =DH-TDS (8)

Поскольку энергия Гиббса и энтропия также как и энтальпия являются функциями состояния, то для них выполняется аналогично формула (1).

Константа равновесия связанная с энергией Гиббса соотношением:

DG =-RTlnK_p (9)

Значение термохимических параметров берем из справочника физико-химических величин. Они также приведенные в таблице 1 и таблицах вариантов,

где n_i– стехиометрические коэффициенты, DН_обр(Т), DН_обр(298), DG_обр(T) измеряются в кДж/моль, тогда как все другие величины в Дж/моль К.

ВЫВОДЫ:

· DG<0, К >1 - реакция протекает самопроизвольно,

· DG>0, К <1 - при данных условиях реакция не протекает,

· DG<<0, К>>1 - реакция протекает до конца,

· DG>>0, К<<1 - реакция термодинамически запрещена.

· DH<0 - реакция осуществляется с выделением тепла (экзотермическая),

DH>0 - реакция осуществляется с поглощением тепла (эндотермическая)

Данные для расчетки в приложении!!!

Например: 4NH₃+5O₂ = 4NO +6H₂O – реакция для задачи 150

b• 10³ , следовательно b = 10,71•10^-3

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒