семинары / Семинар 3
.docОХТ Семинар 3.
Пример 1. Определить влияние избытка водяного пара в исходной смеси на равновесную степень превращения этилена в обратимой реакции синтеза этанола:
С2Н4 + Н2О С2Н5ОН
для трех мольных соотношений в исходной смеси =Н2О:С2Н4 = 1; 4; 9. Давление процесса 3 МПа, константа равновесия Кр= 0,068 МПа-1,.
Решение. Уравнение реакции удобно представить в общем виде:
А +В R,
где А С2Н4, В Н2О и R С2Н5ОН.
Константа равновесия реакции Кр = или Кр = . Здесь рR, рA, рB, cR, cA, cB – парциальные давления и мольные доли (м.д.) компонентов реакции, Р – общее давление процесса. Поскольку в реакции изменяется общее число молей веществ, для расчёта концентраций следует использовать уравнение ∆ν = 1 – 1 – 1 = –1;
α = сВ,0/ сА,0
где сА,0 – исходная концентрация этилена, равная соответственно 0,5; 0,2 и =0,1 м.д. После подстановки находим для = 1 x p = 0,08, для =4 x p = 0,17 и для = 9 x p= 0,35.
2) Обратимая реакция А + В 2R протекает при 298 K, имеет тепловой эффект Hо298 = 30 кДж/моль и изменение энтропии Sо298 = 80 кДж/(кмольK). Определить, во сколько раз изменится величина равновесной степени превращения реагента А, если соотношение начальных концентраций реагентов α = сАо : сВо уменьшить от 0,5 до 0,25.
Кр = = =12.
Ответы: при = 0,5 x p=0, ? , для =0,25 x p= 0,?
3). Обратимая газофазная реакция А R + S проводится при постоянном давлении 2 атм и температуре 600К. При содержании в исходной смеси 100% вещества А равновесная степень превращения равна 0,5. Как увеличить степень превращения до 0,7, не меняя давления и температуры? Учесть изменение объема. Дать численный ответ.
ДЗ. 1) Рассчитать константу равновесия и равновесные концентрации окисления диоксида серы на ванадиевом катализаторе, если кислорода в смеси находится в два раза больше, чем требуется по стехиометрии реакции. Степень превращения диоксида серы равна 0,99. Процесс проводится под атмосферным давлением. Исходная концентрация SO2 составляет 10 об.%
2) В обратимой реакции А + В R + D равновесная степень превращения для стехиометрической смеси составляет 0,6. Можно ли увеличить равновесную степень превращения по компоненту А до 0,8, используя избыток вещества В по отношению к А в исходной смеси? Дать численный ответ.