Химическое равновесие. Примеры

Kp1000 = exp(+3160 / 8,31 · 1000) = ехр(0,38) = 1,46. При 298 К – Кр → 0 ⇒ в равновесной смеси практически
отсутствуют продукты и ⇒ смещение в сторону исходных веществ.
При 1000 К – Кр > 1 ⇒ в равновесной смеси начинают преобладать продукты, их выход растет с увеличением Т, т. к. ∆rH0 > 0
С увеличением температуры выход продуктов увеличивается

С увеличением температуры выход продуктов увеличивается
Т. к. с увеличением температуры Кр увеличивается, то как следует из изобары Вант-Гоффа,
энтальпия реакции положительная величина.

Пример2.
Для реакции: А(г) 2В(г) (Р,Т – const)
при 400 К - Кр = 0,02 , при 600 К - Кр = 4,00
Определить ∆rH0298, ∆rS0298 и Кр при 800 К.
Решение.
Пусть ∆rH0 и ∆rS0 не зависят от температуры.
Составим систему из 2-х уравнений при разных Т:
∆r G0Т1 = ∆r H0298 – T1 ∆r S0298 = –RT1 lnКр1
∆r G0Т2 = ∆r H0298 – T2 ∆r S0298 = –RT2 lnКр2
⮀

x – 400y = – 8,31 · 400 ln 0,022 x – 600y = – 8,31 · 600 ln 4
х = ∆rH0298 = 52833 Дж
y = ∆rS0298 = 99,575 Дж/К.
К800 = 56,55
Пусть: ∆rH0298 = х
∆rS0298 = y

Пример 3.
Решение.
Кр = рСО2,
Считаем, что ∆rH0 и ∆rS0 от Т не зависят:
∆rG0Т = ∆rH0298 – T∆rS0298 = –RT lnКр
∆rH0298 = ∆fH0298 , СаО + ∆fH0298, СО2 – ∆fH0298,СаСО3 = 178,1 кДж;

∆rS0298 = S0298,CаО+ S0298,СО2 - S0298,СаСО3 = 160,5 Дж/К
178,1 · 103 – 990 · 160,5= –8,31·990 lnКр ⇒ Кр = 0,1
Кр = рСО2 / 105 = 0,1 ⇒ рСО2 = 104 Па

Пример 4.
Решение.
Определить равновесный состав системы
при Т = 1000 К , Робщ = 2 атм, nисх CO2 = 5 моль
Рассчитаем константу равновесия при 1000К:
Kp = exp( –∆G0Т / RT)
Энергию Гиббса при 1000К
Kp1000 = exp( +3160 / 8,31 · 1000) = ехр(0,38) = 1,46

х = 1,7 моль
при равновесии: n(СО2) = 5 – x = 5 – 1,7 = 3,3 моль
n(СО) = 2 x = 2 ⋅ 1,7 = 3,4 моль
Составим таблицу материального баланса:

Пример 5.
Решение.
Определить Сравновесные СО2 и СО для реакции
С(к) + СО2(г) 2СО(г)
при Т = 1000 К . Vсосудa = 2л, mисходная (СО2) = 44г,
На сколько изменится давление в системе при равновесии по сравнению с исходным.
Таблица материального баланса:
( из примера
⮀

Кс = = 0,018. х = 0,0387моль/л
ССО равн = 2 · 0,0387 = 0,0774моль/л
ССО2равн = 0,5 - 0,0387 = 0,4613 моль/л
Р0 = сRT = 0,5 · 0,082 · 1000 = 41атм
Рравн = ( 0,5 - х + 2х)RT = 44,173 атм ⇒ ΔР = 3,173атм
Кс = Ссо / Ссо2