РАСЧЕТ РАВНОВЕСНОГО СОСТАВА ДЛЯ ГОМОГЕННЫХ

СИСТЕМ

Если известна константа равновесия химической реакции, то можно определить состав равновесной смеси для различных условий.

Сущность расчета равновесного состава смеси состоит в том, что константу равновесия при этом выражают через искомую величину (выход продуктов, степень диссоциации, степень превращения, глубину протекания реакции и т.д.).

Таким образом, зная константу равновесия можно:

1) Определить число прореагировавших моль к моменту равновесия.

2) Найти равновесный состав системы.

3) Рассчитать степень диссоциации веществ в данных условиях.

4) Определить степень превращения и глубину реакции.

Контрольные вопросы

1. Через какие величины можно выразить константу химического равновесия? Покажите связь между константами равновесия, выраженными различными способами.

2. Какие факторы влияют на константы равновесия К_p и К_с, если реагирующую систему расcматривать как идеальную?

3. Укажите, какие из факторов: p, T, присутствие инертного газа, природа реагирующих веществ, парциальные давления p_i – взятых для реакции веществ, влияют на константу равновесия реакции К_p, если она протекает между веществами в идеальном газообраном состоянии.

4. Зависит ли и как константа равновесия химической реакции К_с и К_p, протекающей в идеальном газообразном состоянии, от концентрации реагирующих веществ?

5. Для каких реакций константа равновесия К_p равна равновесному давлению в системе при данной температуре?

6. Зависит ли и как константа равновесия К_p химической реакции, протекающей в идеальном газообразном состоянии, от количества молей веществ, участвующих в ней?

7. Напишите математическое соотношение между величинами К_p и К_сдля химической реакции. Какая из этих величин больше?

8. Напишите уравнение, связывающее стандартное сродство _DG⁰_T и константу равновесия К_р при постоянных давлении и температуре, если давление выражено в паскалях.

9. Для некоторой химической реакции в газовой фазе при постоянных р и Т _DG_T > 0. В каком направлении самопроизвольно протекает эта реакция?

10. Имеются экспериментальные данные о значениях константы равновесия К_p при разных температурах. Укажите, какой график нужно построить и какой формулой воспользоваться, чтобы рассчитать истинный тепловой эффект реакции при определенной заданной температуре Т₁.

11. Почему при высоких давлениях К_p меняет свое значение? Что такое летучесть и коэффициент летучести? В каких случаях давления целесообразно заменить летучестями? В каких условиях К_p = К_f и в каких они отличаются?

12. Как выражается константа равновесия (К_p) через степень превращения и через мольные доли участников реакции? Приведите примеры реакций, в которых более целесообразно пользоваться теми или иными характеристиками процесса (степень диссоциации, степень превращения, мольные доли, давление).

13. Определите условия равновесия для гетерогенных химических реакций. Напишите константы равновесия реакций, в которых участвуют вещества, находящиеся в разных фазовых состояниях. Объясните, почему при записи К_f мы используем характеристики только газообразных веществ?

14. Какие термодинамические и молекулярно – кинетические признаки равновесного состояния?

15. От чего зависят К_р и К_cреакций?

16. Как, исходя из принципа Ле-Шателье, предвидеть влияние температуры на константу равновесия?

17. В находящуюся в равновесии реакционную смесь добавляется инертный газ: a) при сохранении общего давления; б) при сохранении общего объема. Изменится ли выход продуктов реакции, выражаемый: a) в мольных долях; б) в числе молей?

18. Что называется максимальной и максимально полезной работой химической реакции? При каких условиях она могла бы быть получена?

19. Какая связь между максимально полезной работой, костантой равновесия, начальным давлением (концентрацией) исходных веществ и продуктов реакции при постоянной температуре? Дайте вывод изотермы химической реакции.

20. В чем заключается принцип Бертело – Томсена, предложенный для измерения химического сродства? Почему он неприменим для химических реакций при любой температуре?

21. В чем сущность теории Гиббса – Гельмгольца и Вант –Гоффа о химическом сродстве?

22. От чего зависит сродство? Что называется нормальным сродством?

23. Как зависит направление процесса от концентраций (парциальных давлений) реагирующих веществ?

24. Как влияет температура на константу равновесия К_р? Что является мерой этого влияния? Напишите соответствующее уравнение.

25. Зависимость lg K_p некоторой реакции от обратной температуры представляет прямую линию. Экзотермическая или эндотермическая это реакция?

26. Что является мерой стандартного сродства химической реакции при постоянных p и Т?

27. Как влияет температура на химическое равновесие в случае экзотермических и эндотермических реакций. Может ли изменение температуры привести к изменению направления реакции?

28. Укажите условие, при котором для расчетов можно пользоваться уравнением: ln .

29. Для некоторой эндотермической реакции тепловой эффект с ростом температуры увеличивается. Каков общий вид графической зависимоси lgK_p от T для этой реакции?

30. Можно ли в каких случаях по знаку изменения энтальпии в ходе химической реакции судить о возможности ее протекания при постоянных T и p?

31. Как рассчитать температуру, при которой произойдет изменение направления реакции?

32. Как термодинамически, исходя из изотермы химической реакции, обосновать закон действующих масс? В чем сущность этого закона?

33. Выведите уравнение зависимости константы равновесия от температуры.

34. Как производится приближенное и точное интегрирование уравнения изохоры химической реакции?

35. Какие вам известны методы расчета _DG⁰ и, следовательно, константы равновесия на основании термических и термохимических данных? Что называют третьим законом термодинамики?

36. В чем заключается тепловая теорема Нернста и какое практическое значение она имеет?

37. В чем заключается постулат Планка? На основании каких экспериментальных данных можно рассчитать абсолютное значение энтропии при любых условиях?

38. Как с помощью постулата Планка, используя закон Гесса и уравнение Кирхгофа, теоретически рассчитать изменение изобарно-изотермического потенциала химической реакции, константу равновесия и равновесный выход при различных температурах?

39. В чем заключается метод расчета _DG⁰ реакции по методу Темкина –Шварцмана? Как это уравнение выводится?

40. Как можно сместить уравнение при постоянной температуре? Каково влияние давления, содержания инертного газа, концентрации исходных продуктов и продуктов реакции на равновесный выход?

41. Как на основании экспериментальных данных определить константы равновесия химической реакции при разных температурах? Как рассчитать тепловой эффект реакции, зная К_p и K_c при разных температурах?

42. Почему синтез аммиака, несмотря на экзотермичность реакции, проводят при высоких температурах?

43. В каких координатах зависимость константы равновесия от температуры выражается прямой линией? Какой наклон эта прямая имеет в случае экзо- и эндотермической реакции?

44. Охарактеризуйте состояние химического равновесия.

45. Как связаны между собой массы компонентов, участвующих в химической реакции? Существует ли такая зависимость при фазовом переходе?

46. Укажите физический смысл химической переменной и ее свойства.

47. Приведите дифференциальное уравнение, отражающее изменение энергии Гиббса для системы, в которой протекает химическая реакция.

48. Запишите математическое выражение закона действующих масс. В чем его сущность? Кем и когда он был сформулирован? Приведите его вывод методом аналитических функций и круговых процессов.

49. Oхарактеризуйте зависимость К_p, K_c , К_ч, K_a, K_f от следующих параметров системы: температуры, давления, концентрации компонентов, присутствия примесей инертных газов.

50. Почему химическое равновесие называют подвижным? Сформулируйте принцип подвижного равновесия Ле-Шателье-Брауна.

51. Почему в константу равновесия K_p гетерогенной химической реакции не входят парциальные давления твердых компонентов? Каким образом Вы можете это объяснить? Правильно ли это будет в случае, если твердые компоненты, участвующие в рекции, растворимы друг в друге?

52. Рассмотрите вывод уравнения изотермы химической реакции. Каково его значение?

53. Можно ли только по величине изменения стандартной энергии Гиббса судить о возможности самопроизвольного протекания процесса?

54. Рассмотрите вывод уравнений изобары и изохоры химической реакции. В чем их значение?

55. Проанализируйте уравнение изобары (изохоры) химической реакции.

56. Проинтегрируйте уравнение изобары (изохоры) химической реакции при условии, что: a) _Dc_p = 0; б) _Dc_p = сonst; в) _Dc_p = f ( T). Изобразите полученные зависимости графически.

57. Выведите уравнения _DG = f(T) и lgK_p = f (T) интегрированием уравнения Гиббса – Гельмгольца.

58. Выведите уравнения _DG = f(T) и lgK_p = f (T), используя зависимость:

= - _DS.

59. Рассмотрите различные методы определения константы интегрирования (I) в уравнении зависимости _DG = f(T) и lgK_p = f (T).

60. Рассмотрите метод Шварцмана – Темкина. В чем его сущность, достоинства и недостатки?

61. Как исторически развивались представления о химическом сродстве? Каковы современные представления о химическом сродстве?

62. Запишите аналитическое выражение и сформулируйте тепловую теорему Нернста. Дайте ее графическую интерпретацию. Какое значение имела тепловая теорема Нернста в развитии термодинамики?

63. Покажите, как может быть использована тепловая теорема Нернста для расчета химических равновесий в конденсированных и газовых системах?

64. Рассмотрите влияние давления на химическое равновесие. Выведите уравнение Планка и Ван – Лаара и проанализируйте его.

65. Рассмотрите экспериментальные способы определения константы равновесия химической реакции.

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1927; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 9 10 11 12 13 14 151617 18 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!