Пожалуйста решите 7 задачу

Химия Физическая химия
1

16573564493633409910052006863304
165735644936334099100520068633041920×4260 463 KB

2

Напишем уравнение реакции :

\ce{2SO2 + O2 = 2SO3}

Поскольку реакция протекает в неком реакторе, довольно логично предположить, что V = const. Однако, может быть и такое, что p = const, поэтому распишу решение для двух случаев

Если объем постоянный

Попробуем найти концентрационную константу равновесия :

K_{c} = \ce{\frac{[SO3]^{2}}{[SO2]^{2}[O2]} = \frac{n(SO3)^{2}}{n(SO2)^{2}n(O2)} \cdot V}

Полагая, что газы в этой задаче идеальные, используя уравнение Менделеева-Клапейрона, можно найти объем реактора :

V = \frac{(3+4.4) \cdot 0.082 \cdot 870}{1} = 528 \ л

По условию прореагировало 100 - 15 = 85% взятого кол-ва \ce{SO2}, что эквивалентно 3 \cdot 0.85 = 2.55 моль \ce{SO2}. Отсюда можно легко найти кол-ва всех веществ, участвующих в равновесии :

\ce{n(SO2) = 3 - 2.55 = 0.45 \ моль}
\ce{n(SO3) = 2.55 \ моль}
\ce{n(O2) = 4.4 - \frac{2.55}{2} = 3.125 \ моль}

Теперь, нам остается лишь найти концентрационную константу :

K_{c} = \frac{2.55^{2}}{0.45^{2} \cdot 3.125} \cdot 528 = 5425.5

Здесь важно заметить, что задача просит нас найти константу равновесия, которая выражена через парциальные давления. А мы в свою очередь, нашли константу равновесия, которая выражена через молярные концентрации. Следовательно, чтобы придти к ответу, нам надо конвертировать концентрационную константу в константу, выраженную через парциальные давления газов.

K_{p} = \frac{p_{SO_{3}^{2}}}{p_{SO_{2}^{2}}p_{O_{2}}}= \frac{[SO_{3}]^{2}}{[SO_{2}]^{2}[O_{2}]} \cdot (RT)^{-1} = K_{c} \cdot (RT)^{-1} = 76
Если общее давление постоянное

А вот если давление постоянное, то

K_{p} = \frac{p_{SO_{3}^{2}}}{p_{SO_{2}^{2}}p_{O_{2}}} = \frac{x(SO_{3})^{2}}{x(SO_{2})^{2}x(O_{2})} \cdot p^{-1} = \frac{(\frac{2.55}{6.125})^{2}}{(\frac{0.45}{6.125})^{2}(\frac{3.125}{6.125}{})} \cdot 1^{-1} = 62.94

А вот почему авторы задач решили взять давление постоянным, мне лично не совсем понятно

3 лайка