Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

zadat-fkh

.pdf
Скачиваний:
200
Добавлен:
14.02.2015
Размер:
866.93 Кб
Скачать

и рассчитать массу СО, которую нужно ввести в данный объем, чтобы степень диссоциации фосгена стала равной 10 %?

1.6 При 1000 К и 1,0137·105 Па из исходной смеси, содержащей 1 моль SО2 и 0,6 моля О2 при достижении равновесия образовалось 0,22 моля SО3.

Определить Кр реакции

 

 

 

 

2 SО2 + О2

 

2 SО3.

 

1.7 Вычислить степень диссоциации аммиака

 

N Н3

 

1/2 N2

+ 3/2 Н2

при температуре 600 °С,

давлении 101,3·105 Па, если Кр при 600 °С равна

669,7·105 Па.

 

 

 

1.8

Парциальные давления

СО2, Н2,

СО и Н2О (пар) в состоянии

равновесия равны 0,116;

0,484; 0,200 и 0,200 атм, соответственно.

 

Определить: а) константу равновесия реакции

 

СО + Н2О (пар)

 

СО2 + Н2;

 

б) число моль Н2,

находящихся в равновесии с 15 моль Н2О и 66,16

молей СО, если до реакции в системе были только исходные вещества.

1.9

Вычислить степень диссоциации аммиака при:

 

а) температуре 400 °С, давлении 10,13·105 Па;

 

б) температуре 400 °С, давлении 101,3·105 Па

 

и содержание аммиака в равновесной смеси (в объемных %),

если для реакции N2 + 3 Н2

2 NН3 при 400 °С Кр = 78,59.105 Па

1.10

3 А (газ) + В (газ)

 

С (газ)

 

Рассчитать величину Кр и Кс при 600 К и равновесном давлении 2,026·105 Па. Исходные вещества (моль) взяты в количествах, равных стехиометрическим коэффициентам, а равновесное количество вещества С равно 0,6 моль.

1.11 2 А (газ) + 1/2 В (газ) 3 С (газ)

Рассчитать величину Кр и Кс при 1000 К и равновесном давлении 1,013·105

Па.

Исходные вещества

(моль)

взяты

в количествах,

равных

стехиометрическим

коэффициентам, а равновесное количество вещества С

равно 0,8 моль.

 

 

 

 

 

1.12

При 444 °С Кр = 50 для реакции

 

 

 

 

Н2 + I2

 

2 НI

 

 

 

 

Сколько молей

Н2 нужно добавить к 1

моль НI, чтобы

степень

диссоциации НI стала равной 10 %?

 

 

 

1.13

При 727 К для реакций

 

Кр = 3,417·10-5 Па -1;

 

 

2 SО2 + О2

 

2 S О3,

 

31

2 NО + О2

2 N О2 ,

Кр = 5,926·10-7 Па -1.

Рассчитать Кр для реакции

 

2 + N О2

S О3 + NО

 

1.14 1 моль Н2 и 1 моль Sb2S3 введены в реакционный сосуд и нагреты до

713 К. Кр реакции Sb2S3 (тв.) +3 Н2 2 Sb (тв.) + 3 Н2S равна 0,429.

Определить сколько молей сурьмы образуется и сколько молей Н2 израсходуется.

1.15 Пользуясь значениями константы равновесия Кр = 50 реакции

Н2 + I2 2 НI

рассчитать сколько молей водорода надо взять на каждый моль йода, чтобы I2 при 400 °С превратился на 95 % в НI?

1.16 При изучении реакции

Н2 + I2 2 НI

при 440 °С нагревали 2,94 молей водорода и 8,10 молей йода. При этом в

состоянии равновесия

при давлении 1,013·105 Па было получено 5,64 молей

йодистого водорода. Определить Кр.

1.17 При изучении реакции

Н2 + I2

2 Н I

при 440 °С нагревали 5,20 молей водорода и 7,94 молей йода. При этом в

состоянии равновесия

при давлении 1,013·105 Па было получено 9,40 молей

йодистого водорода. Определить Кр.

1.18 При изучении реакции

Н2 + I2

2 Н I

при 440 °С нагревали 14,44 молей водорода и 8,12 молей йода. При этом в состоянии равновесия при давлении 1,013·105 Па было получено 14,93 молей йодистого водорода. Определить Кр.

1.19 При получении водорода взаимодействием оксида углерода с водяным паром СО + Н2О (пар) СО2 + Н2 при 1000 К Кр = 1,37. Вычислить равновесное количество водорода, если

исходная смесь содержит 0,4 молей оксида углерода и 0,6 молей паров воды.

1.20 Вычислить равновесный выход СО для реакции С(кокс) + СО2 2 СО

при 800 °С и давлении 1,013·105 Па, если Кр = 6,683·105 Па.

1.21 Под давлением 1,013·105 Па при 1000 К для реакции

С(графит) + СО2 2 СО

Кр = 1,866·105 Па. Определить состав газовой фазы в состоянии равновесия.

32

1.22 Из смеси водорода и азота, взятых в стехиометрическом соотношении, заключенной в сосуд вместимостью 0,001 м3 при 400 °С, образуется в равновесной смеси 1 мол.% NН3. Вычислить константу равновесия Кс и Кр реакции

3 Н2

+ N2

2 NН3.

2.1 Для реакции

Задача 2

 

Н2

+ I2

2 НI

при 300°С Кр = 80. Вычислить при этой температуре стандартное изменение

энергии Гиббса,

если

парциальное давление каждого из газов равно

1,013·105 Па.

 

 

 

2.2 Для реакции

 

 

 

2 SО2 + О2

2 SО3

 

при 727 °С Кр

= 3,417·105 (Н/м2)-1. Определить направление процесса при

следующих значениях исходных парциальных давлений компонентов:

Р(SО3) = 7,32·105 Па;

Р(О2) = 2,03·104 Па;

Р(SО2) = 7,8·103 Па

2.3 Для реакции

 

 

 

СО + Н2О (пар)

СО2 + Н2

 

при 970 К и Р = 1,0133·105 Па Кр = 1. Определить направление процесса,

если исходная реакционная смесь имеет следующий состав (в молярных %): 45 % СО, 15 % Н2О (пар), 25 % СО2, 15 % Н2.

2.4 При температуре 1000

К и общем давлении 1,013·105 Па взаимодействие

оксида углерода и FеО приводит к равновесию

FеО + СО

Fе + СО2

когда парциальное давление оксида углерода равно 265 мм рт. ст. Определить, в каком направлении пойдет реакция при следующих парциальных давлениях компонентов: Р (СО) = 2,026·105 Па;

Р(СО2) = 4,052·105 Па

2.5 Возможен ли термодинамический процесс получения анилина при 25 оС по уравнению

С6Н6 (ж) + NН3(г)

С6Н52(ж) + Н2(г),

если G°6Н6, ж) = 124,6 кДж/моль;

 

G°(NН3,г)

= - 16,33 кДж/моль;

 

G°6Н52,ж) = 153,1 кДж/моль.

2.6 Для реакции

 

Н2О

Н2

+ 1/2 О2

 

 

33

при 1500 °С и 1,013·105 Па степень диссоциации воды равна 2,212·10-4. Определить, в каком направлении пойдет процесс при следующих значениях исходных парциальных давлений компонентов: Р(НО2) = 1,013·105 Па,

Р(Н2) = 2,026·102 Па, Р(О2) = 1,28·10 Па.

2.7 При 360 °С и 1,0113·105 Н/м2 для реакции

2 НI

Н2 + I2

α = 20 %. Определить направление процесса, если исходные давления равны: Р(НI) = 3,039·104 Па, Р (Н2) = 3,039·104 Па, Р(I2) = 5,07·104 Па.

2.8 Возможен ли при 298 К термодинамический процесс

С6Н6 ( ж) + Сl2 (г) С6Н5Сl (ж) + НСl (г),

если G° 6Н5Сl)(ж) = 198,4 кДж/моль;

G° (НСl)(г) = - 95,28 кДж/моль; G° 6Н6) ( ж) = 124,6 кДж/моль.

2.9 Для реакции

Sb2S3(тв) + 3 Н2

2 Sb (тв) + 3 Н2S

при 713 К

К = 0,429. Определить, в каком направлении будет протекать

реакция при

следующих исходных парциальных давлениях компонентов:

Р2) = 0,709·105 Па; Р (Н2S) = 0,507·105 Па.

2.10Для реакции

2 SО2 + О2 2 SО3

при 727 °С Кр = 3,417·105 (Н/м2)-1; Робщ = 1 атм.

Определить направление процесса при следующих количествах исходных компонентов: n(SО3) = 5 моль; n(О2) = 3 моль; n( SО2) = 7 моль.

Изменится ли направление, если добавить 5 моль инертного газа?

2.11 Для реакции

 

СО + Н2О

СО2 + Н2

при 1500 К К = 0,31. Определить, в каком направлении пойдет процесс при следующих объемах исходных компонентов:

V (СО) = 2 м3;

V (Н2О(газ)) = 6 м3;

V (СО2) = 4 м3;

V (Н2 ) = 3 м3.

2.12 Степень диссоциации фосгена

СОСl2

СО + Сl2

при 600 °С и 1,38·105 Па равна 0,9. Определить, в каком направлении будет протекать процесс при следующих значениях исходных парциальных

давлений компонентов: Р(СОСl2) = 1,013·105 Па,

Р(СО) = 1,013·105 Па,

Р(Сl2) = 1,013·105 Па.

 

2.13 Константа равновесия реакции

 

34

СОСl2 СО + Сl2

при 600 °С Кр = 1,678·10-6 Па-1. Вычислить максимальную работу образования

1 моль СОСl2 при этой температуре и исходных парциальных давлениях

Р (СОСl2) = 0,507·105 Па,

Р(СО) = 2,026·105 Па, Р(Сl2) = 3,039·105 Па.

2.14 Степень диссоциации фосгена

СОСl2

СО + Сl2

при 600 °С и 1,38·105 Па равна 0,9; Робщ = 2 атм. Определить, в каком направлении будет протекать процесс при следующих количествах исходных

компонентов: n(СОСl2) = 1 моль;

n(СО) = 20 моль; n(Сl2) = 30 моль.

2.15 При 727 °С для реакции

 

2 + N О2

S О3 + NО

Кр = 7,6. Определить, в каком направлении будет протекать процесс при следующих значениях исходных парциальных давлений компонентов:

Р(SО2) = 1,013·105 Па, Р(N О2) = 6,078·105 Па, Р(SО3) = 2,026·105 Па, Р(NО) = 3,039·105 Па.

2.16 Степень диссоциации фосгена СОСl2 СО + Сl2

при 600 °С и 1,38·105 Па равна 0,9. Определить, в каком направлении будет протекать процесс при следующих значениях исходных парциальных

давлений компонентов:

Р(СОСl2) = 1,048·105 Па, Р(СО) = 3,039·105 Па,

Р(Сl2) = 3,039·105 Па.

 

2.17 При 727 °С для реакции

2 + N О2

S О3 + NО

К = 7,6. Определить, в каком направлении будет протекать процесс при

следующих значениях

исходных

парциальных

давлений компонентов:

Р(SО2)

= 0,399·105 Па,

Р(NО2 )

= 1,013·105 Па,

Р(SО3) = 1,52·105 Па,

Р(NО)

= 2,026·105 Па.

 

 

 

2.18 При 727 °С для реакции

 

 

 

2 + N О2

S О3 + NО

 

К = 7,6. Определить, в каком направлении будет протекать процесс при следующих количествах исходных компонентов:n(SО2) = 2 моль;

n(NО2 ) = 3 моль; n(S О3 ) = 10 моль;

n(NО) = 6 моль.

2.19 Для реакции

 

 

4НСl(г) + О2

2О(г) + 2Сl2

при 900 К и Кр=0,923·10-5

Па-1 . Определить, в каком направлении будет

протекать реакция при следующих значениях исходных парциальных давлений компонентов: Р(НСl) = 1,013·105 Па, Р(О2) = 1,013·105 Па,

35

Р(Н2О) = 1,013·105 Па, Р(Сl2) = 1,013·105 Па. Изменится ли направление процесса, если смесь разбавить в 2 раза инертным газом?

2.20 Для реакции

4НСl(г) + О2 2О(г) + 2Сl2

при 900 К и Кр = 0,923·10-5 Па-1 . Определить, в каком направлении будет протекать реакция при следующих количествах исходных компонентов:n(НСl) = 1 моль, n(О2) = 10 моль, n(Н2О) = 2 моль, n(Сl2) = 1,5 моль. Общее давление 20 атм.

2.21 Для реакции

 

4НСl(г) + О2

2О(г) + 2Сl2

при 900 К и Кр =

0,923·10-5 Па-1; Робщ = 1,5 атм. Определить, в каком

направлении будет протекать реакция при следующих количествах исходных

компонентов: n ( НСl ) = 1 моль,

n(О2) = 10 моль, n(Н2О) = 1,5 моль,

n (Сl2) = 1,5 моль,

n (N2) = 5 моль.

2.22 Для реакции

 

 

РСl3 + Сl2

 

РСl5

при 500 К и Кр = 2,962·10-5 Па-1. Будет ли происходить образование РСl5 в

газовой смеси, содержащей РСl3,

Сl2 и РСl5, если парциальные давления

реагирующих веществ имеют следующие значения: Р(РСl3) = 1,013·104 Па,

Р(РСl5) = 5,07·104 Па,

Р (Сl2) = 2,026·105 Па.

3.1 Для реакции

Задача 3

 

 

2 СuCl(тв.) + H2

2 Cu + 2 HCl (газ)

определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего СuCl(тв.), взятого в избытке, если исходный объем системы равен 4.103 м3, а исходное давление Н2 равно 5.104 Па.

3.2 Для реакции

С2Н4 2 С(тв.) + 2Н2

определить Кр при стандартных условиях. Найти количество образовавшегося С(тв.), если объем системы равен 9.102 м3, а исходное давление С2Н4 равно 68,4.104 Па.

3.3 Для реакции

С3Н4 3 С (тв.) + 2 Н2

вычислить Кр и Кс при 298 К. Определить количество образовавшегося углерода, если исходный объем системы 700 м3, а исходное давление С3Н4 равно 680 Н/м2.

3.4 Для реакции

С(тв.) + 2Н2 СН4

36

определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего твердого С, взятого в избытке, если исходный объем системы равен 8.103 м3, а исходное давление газа Н2 равно 6.104 Па. Как влияет давление на равновесный выход продуктов?

3.5 Для реакции

 

 

Pb(тв.) + 2 HCl

PbCl2(тв.) + H2

определить Кр при стандартных

условиях. Найти количество

прореагировавшего Pb(тв),

взятого в избытке, если исходный объем системы

равен 2.103 м3, а исходное давление НCl

равно 3.104 Па.

3.6Для реакции

С(тв.)

+ 2 Н2

СН4

 

вычислить

Кр при

стандартных условиях.

Определить количество

прореагировавшего твердого С, взятого в избытке, если исходный объем системы 3.103 м3, а исходное давление Н2 равно 6.104 Па.

3.7Для реакции

С(тв) + 2Н2 СН4 вычислить Кр при стандартных условиях. Определить количество

прореагировавшего твердого С, взятого в избытке, если исходный объем системы равен 104 м3, а исходное давление Н2 равно 7.104 Па.

3.8Для реакции

Pb(тв.) + H2S PbS(тв) + H2

найти Кр при стандартных условиях. Определить какое количество Pb (тв),

взятого

в избытке, прореагирует, если исходный объем системы равен

5000 м3, а исходное давление Н2S равно 1000 Па.

3.9 Для реакции

 

Sn(тв)

+ H2S

SnS(тв) + H2

найти Кр при стандартных условиях. Определить какое количество Sn(тв),

взятого в избытке,

прореагирует, если

исходный объем системы равен

5000 м3, а исходное давление Н2S равно 1000

Па.

3.10 Для реакции

 

 

 

Sn(тв) + 2H2O(газ )

SnO2(тв)

+

2H2

определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего Sn(тв), взятого в избытке, если исходный объем системы равен 3000 м3, а исходное давление Н2О (газ) равно 5000 Па.

3.11Для реакции

2 С(тв) + О2

2 СО

37

определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего С(тв), взятого в избытке, если исходный объем системы равен 2.103 м3, а исходное давление О2 равно 1000 Па.

3.12Для реакции

Рb(тв.) + 2 НСl РbСl2(тв.) + Н2

найти Кр при стандартных условиях. Определить, какое количество Рb(тв.),

взятого

в избытке, прореагирует, если исходный объем системы равен

11000 м3, а исходное давление НСl равно 2.104 Па.

3.13 Для реакции

 

 

С(тв.) + 2 Н2

СН4

найти

Кс при Т = 600

К. Определить, какое количество С(тв.), взятого в

избытке, прореагирует, если исходный объем системы 8000 м3, а исходное

давление Н2 равно 6.104

Па, если Кр = 104,7.

3.14 Для реакции

 

 

С2Н2

С(тв.) + Н2

найти Кр и при стандартных условиях. Определить, какое количество С(тв.), образуется в результате реакции, если исходный объем системы равен 700 м3,

а исходное давление С2Н2

равно 68 Па.

3.15 Для реакции

 

2 Cu(тв.) + 2 HCl (газ)

2 СuCl(тв.) + H2

определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего Сu(тв.), взятого в избытке, если исходный объем системы равен 2000 м3, а исходное давление НCl равно 3.104 Па.

3.16 Для реакции

С(тв.) + О2 СО2

определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего С(тв.), взятого в избытке, если исходный объем системы равен 100 м3, а исходное давление Н2 равно 7000 Па.

3.17 Для реакции

Pb(тв.) + 2 HCl PbCl2(тв.) + H2

определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего Pb(тв), взятого в избытке, если исходный объем системы равен 4000 м3, а исходное давление НCl равно 60000 Па.

3.18 Для реакции

 

Pb(тв.) + H2S

PbS(тв) + H2

найти Кр при стандартных условиях. Определить какое количество Pb (тв),

взятого

в избытке, прореагирует, если исходный объем системы равен

104 м3,

а исходное давление Н2S равно 2.103 Па.

38

3.19 Для реакции

 

Sn(тв) + H2S

SnS(тв) + H2

найти Кр при стандартных условиях. Определить какое количество Sn(тв),

взятого в избытке,

прореагирует, если исходный объем системы равен

104 м3, а исходное давление Н2S равно 2.103

Па.

3.20 Для реакции

 

 

Sn(тв) + 2H2O (газ)

SnO2(тв)

+ 2H2

определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего Sn(тв), взятого в избытке, если исходный объем системы равен 5000 м3, а исходное давление Н2О (газ) равно 9000 Па.

3.21 Для реакции

 

2 С(тв) + О2

2 СО

определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего С(тв), взятого в избытке, если исходный объем системы равен 4000 м3, а исходное давление О2 равно 2000 Па.

3.22 Для реакции

 

Pb(тв.) + H2S

PbS(тв) + H2

найти Кр при стандартных условиях. Определить какое количество Pb (тв), взятого в избытке, прореагирует, если исходный объем системы равен 3000 м3, а исходное давление Н2S равно 900 Па.

Задача 4 4.1 Определить Кр и тепловой эффект при 400 К реакции

С6Н11СН3 + С6Н6

С6Н5СН3 + С6Н12,

если для реакций

 

 

С6Н6 + 3 Н2

С6Н12

(1),

С6Н5СН3 +3 Н2

С6Н11СН3

(2)

известны значения констант равновесия как функции температуры:

lg Кр,1 =

9590 / Т - 9,9194 lg Т + 0,002285.Т + 8,566;

lg Кр,2 =

10970 / Т - 20,387.

 

4.2 Зависимость Кр от температуры для реакции

С2Н4(г) + Н2

С2Н6(г)

выражается уравнением:

 

lg Кр = 6366 / Т - 2,961 lg Т + 7,67.10-4 + 5,2.

Определить Кр при 1000 К, а также изменение энтальпии при этой температуре.

4.3 Для реакции

 

N2О4

2 NО2

при Т1 = 273,15 К

Кр1 = 1,54.10-2 атм,

 

39

при Т2 = 291,45 К Кр2 = 7,94.10-2 атм, а при Т3 = 325,15 К Кр3 = 1,0 атм.

Постройте график зависимости lg Кр от 1/Т и найдите по графику

температуру, при которой

степень диссоциации N2О4 равна 50 % при

Р = 1 атм.

 

4.4 Тепловой эффект реакции

РСl5

РСl3 + Сl2

в температурном интервале от 475 до 575 К равен 1546,0 Дж. Степень

диссоциации РСl5

при температуре 475 К и

давлении 1,013.105 Па равна

0,428. Определить степень диссоциации РСl5

при температуре 575 К и

давлении 2,026.105 Па.

 

 

4.5

Рассчитать Кр при 600 К для реакции

 

 

2 Н2 + СО

 

СН3ОН(г) ,

 

 

если для реакции

 

 

 

СН3ОН(г) + СО

СН3COОН(г)

 

 

при 298 К Кр1 = 2,778.10-9 Па-1 ,

 

 

а для реакции

 

 

 

2 Н2 + СН3COОН(г)

2 СН3ОН(г)

 

 

при 298 К Кр2 = 6,5.10-6 Па-1 .

 

4.6

Железо и водяной пар реагируют при температуре 1025 °С и давлении

1,013.105 Па по уравнению

 

 

 

Fe + Н2О(г)

FeО + Н2.

 

 

При установлении равновесия парциальные давления газов равны:

 

Р(Н2О(г)) = 333 мм рт.ст.,

Р(Н2) = 427 мм рт.ст.;

 

а при температуре 900 °С

 

 

 

Р(Н2О(г)) = 310 мм рт.ст.,

Р(Н2) = 450 мм рт.ст.

 

Рассчитать

средний тепловой эффект

реакции в этом интервале

температур.

4.7Упругость диссоциации СаСО3 при 1150 К равна 0,66 атм, теплота диссоциации Н = 40000 кал/моль. Определить температуру, при которой упругость диссоциации СаСО3 равна 1 атм.

4.8Для реакции

СrСl2 (тв) + Н2(г) Сr(тв) + 2 НСl(г)

при 677 °С Кр = 6,702 Па, а при 772 °С Кр =56,07 Па. Определить константу равновесия при 806 °С.

4.9 Давление диссоциации СаСО3 при 1150 К равно 0,669.105 Па, теплота диссоциации Н = 167360 Дж/моль. Определить температуру, при которой давление диссоциации СаСО3 равно 1,013.105 Па.

40

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]