[2] берем значения стандартных теплот образования и абсолютных энтропий продуктов и реагентов

[2] берем значения стандартных теплот образования и абсолютных энтропий продуктов и реагентов. ∆HO2,298°=0 Джмоль ∆HCO,298°=-110,53 Джмоль ∆HCO2,298°=-393,51 Джмоль ∆SO2,298°=205,04 Джмоль∙К ∆SCO,298°=197,55 Джмоль∙К ∆SCO2,298°=213,66 Джмоль∙К Из таблицы 40 [2] берем значения средних изобарных теплоемкостей продуктов и реагентов. ∆Cp,298-600.O2=30,87 Джмоль∙К ∆Cp,298-600.CO=29,99 Джмоль∙К ∆Cp,298-600.CO2=43,43 Джмоль∙К Рассчитываем стандартный тепловой эффект реакции при температуре 298 К: ∆Hr,298°=2∙-393,51-0+2∙-110,53=-565,96 кДжмоль=565960 Джмоль Рассчитываем стандартную энтальпию реакции при температуре 298 К: ∆Sr,298°=2∙213,66-205,04+2∙197,55=-172,82Джмоль∙К Рассчитываем среднюю изобарную теплоемкость реакции в интервале температур от 298 К до 600 К: ∆Cp,r,298-600=2∙43,43-30,87+2∙29,99=-3,99 Джмоль∙К Продукты nj∆Hf,298,j,°кДжмоль nj∆Sf,298,j,°кДжмоль∙К njCp,298-600,jкДжмоль∙К Реагенты ni∆Hf,298,i,°кДжмоль ni∆Sf,298,i,°кДжмоль∙К niCp,298-600,iкДжмоль∙К 2 СО2 iniAпрод 2∙(-393,51) -787,02 2∙213,66 427,32 2∙43,43 86,86 2 СО О2 jnjBреаг 2∙(-110,53) 0 -221,06 2∙197,55 205,04 600,14 2∙29,99 30,87 90,85 В расчете на 1 моль пробега реакции ∆Hr,298°=-567,16 , кДжмоль ∆Sr,298°=-175,61, Джмоль∙К ∆Cp,r,298-600=-3,99, Джмоль∙К Рассчитываем тепловой эффект реакции при температуре 600 К: ∆Hp,600°=-565960+(-3,99∙600-298)=-567164,98 Джмоль=-567,16 кДжмоль Рассчитываем энтропию реакции при температуре 600 К: ∆Sr,600°=-172,82+2,303∙(-3,99)∙log600298=-175,61 Джмоль∙К Переводим значение общего давления, приводимого в условиях задачи в Па, в атм: 1 атм=1,013·105 Па По энтропийному способу вычисления константы равновесия используем формулу: logKp=-∆Gr,T°2,303RT Расчет стандартной энергии Гиббса реакции ∆Gr,T° при заданной температуре Т ведется по уравнению ∆Gr,T°=∆Hr,T°-T∆Sr,T°. Рассчитываем энергию Гиббса реакции при заданной температуре 600К: ∆Gr,T°=-567164,98-600∙-175,61=-461798,98 Джмоль=-461,8 кДжмоль. Рассчитываем константу равновесия: logKp=–461,819,148·10-3·600=40,196 Т.о. Kp=1,57 атм. Рассчитываем состав равновесной смеси. Для этого необходимо вычислить степень превращения β – долю 1 моль реагента, превратившегося в продукт (0≤β≤1). Расчет ведем в табличной форме 2 СО + О2 ↔ 2 СО2 Количество вещества реактантов в исходной смеси, моль 2 1 0 В равновесной смеси: – количество вещества реактантов ni, моль – молярная доля реактантов Xi=nini – парциальное давление реактантов pi=pXi 2(1 – β) 21-β3-β 21-βp3-β 1 – β 1-β3-β 1-βp3-β 2β 2β3-β 2βp3-β ni=3-β Xi=1 pi=p Состав равновесной смеси: – молярные доли Хi – молярные проценты Хi,% 0,474 47,4 0,237 23,7 0,289 28,9 Xi=1 Xi=100% Записав выражение для константы равновесия, выраженной через равновесные парциальные давления (рi), подставив в него их выражения (выражения для парциальных реактантов в равновесной смеси из таблицы), а так же значения р и Кр, получаем: Kp=pCO22pCO2∙pO2=4β2p23-β23-β3-β24p21-β21-βp=β23-β1-β3p Kp=β23-β1-β3=1,57 Для решения уравнения третьего порядка используем метод подбора. Обозначив Kp через у, имеем y=β23-β1-β3=1,57 β y=β23-β1-β3 0,2 0,219<1,57 0,3 0,708<1,57 0,4 1,926>1,57 0,37 1,440<1,57 0,375 1,512<1,57 0,376 1,527<1,57 0,377 1,542<1,57 0,378 1,557<1,57 0,379 1,572≈1,57 Следовательно, β=0,379. Подставляя это значение в выражения для молярной доли реактантов, находим состав равновесной смеси в молярных долях, а затем и в молярных процентах В соответствии с принципом Ле Шателье – Брауна равновесие в рассматриваемой реакции смещается: а) при повышении температуры – влево, т.к. ∆Hp,600°<0, т.е. прямая стадия реакции экзотермическая, а обратная – эндотермическая; б) при повышении давления – вправо, так как в прямой стадии реакции Δn=2-3= –1, т.е. Δn<0, и, следовательно, реакция идет с уменьшением объема.

Часть выполненной работы