рации и давления и Кг = КР = Кс (объемная и мольная доли для идеального газа идентичны).

Исходная газовая смесь имеет состав (в мольных долях):

х0(СО)=0,45; х„(Н2)=0,35; х0(Н2О) =0,20; x<i(CO2)=0

Обозначим мольную долю С02 в состоянии равновесия через х, тогда равновесные мольные доли компонентов в смеси можно выразить следующим образом:

jc(CO)=jc0(CO)-jc; jc(C02)=jc; лг(Н,0) =лг„(Н20) —х; лг(Н2)=л:„(Н2)+х

Запишем выражение константы равновесия для этой системы:

= х(СО)х(Н20) ^ [*0(СО)-х] [хо(НгО)-*1 _ 0703 " ' x(C02)x(H2) х[ха(Н2)+х)

Подставим соответствующие числовые значения ха\ находим:

х=1,5085±УП972бТ отсюда х = 1,5085 — 1,4095 = 0,1040

(Решение со знаком « + » дает значение х> 1, что не имеет физического смысла).

Таким образом равновесная газовая смесь имеет состав: х(СО) =0,346; лг(Н20) =0,096; х(С02) =0,104; *(Н2) =0,454

Энтальпию реакции при 1400 К рассчитываем по уравнению:

1400

ДЯ?400 = Д//ГоС10+ \ АСЩ 1000

Изменение теплоемкости системы в результате реакции равно:

ДС°=С°(СО) +С°(Н20) -С°(С02) -С°(Н2)

Подставляя в это выражение значения теплоемкости газов, указанные в условии задачи, получим:

ЛС° = -11,28+1,52- 10-3T Дж/(моль-К)

Тогда

1400

ДЯ?<оо = 35040+ J ( — 11,28+1,52-10- 3T)dT =

1000

= 35040—11,28(1400- 1000) +0,5-1,52-10"3(1,96- 106 — 1 • 10е) = = 31257,6 Дж/моль

В соответствии с изобарным уравнением Вант-Гоффа d In КР _ АД dT ~ RT2

Константа равновесия Кр растет с повышением температуры при положительных значениях энтальпии реакции (эндотермический процесс). Следовательно, при повышении температуры равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции СО и Н20.

Copyright © 2005-2012 Xenoid v2.0

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Химия: решение задач