2020-01-14
169
Задача 1. Гетерогенная реакция между углеродом и водородом с образованием метана С+2Н2=СН4 идет при температуре 500°К и при постоянном давлении. При этих условиях равновесные (парциальные) давления газов водорода и метана соответственно равны
РН2=0,45 атм и РСН4=0,300 атм
В результате реакции образовалось 10 л СН4. Вычислить константы равновесия Кр и Кс и определить количество прореагировавшего углерода.
Решение:
1. Находим Кр по формуле закона действующих масс как отношение произведений парциальных давлений газов, полученных в результате реакции, к произведению парциальных давлений газов исходных веществ, не принимая во внимание постоянные значения для твердых веществ, в данном случае для углерода:
Кр=PCH4/P2H2=0.3/(0.45)2=1.48 атм-1
2. Находим значение Кc по формуле:
Кc=Кр(RТ)-∆n и Кс=Кр/(RT)∆n,
где ∆n равно разности между числами молей газообразных веществ полученных и исходных.
∆п=1-2=-1, откуда
Кc=Кр(RТ)=1,48*0,082*500=60,68 л/моль
3. По формуле Менделеева-Клапейрона находим количество образовавшегося метана
|
|
|
m=(PMV)/(RT)
где Р – парциальное давление метана, атм;
V – его объем, л;
М – его молекулярныйвес, у. е.
M=(PVM)/(RT)=(0,3*10*16)/(0,0082*500)=1,17 г СН4
Задача 3. Определить понижение температуры замерзания 4%-ного раствора глюкозы, если криоскопическая постоянная воды равна К3=1,86°. Определить также осмотическое давление данного раствора при 20оС,
Решение:
1. Для определения понижения температуры замерзания раствора воспользуемся следствием из закона Рауля.
∆t3=К3С,
где ∆t3 – понижение температуры замерзания, °С;
К3 – криоскопическая постоянная, °С;
С – моляльная концентрация.
Так как по условию дана процентная концентрация раствора,тоее надо перевести в моляльную по формуле
С=(g*1000)/(MG) моль/1000 г растворителя,
где g – навеска растворенного вещества, г;
G – навеска растворителя, г;
M – молекулярный вес растворенного вещества, у. е.
Известно, что в 100 г 4%-го раствора глюкозы содержится 4 г глюкозы и 96 г воды. Находим моляльную концентрацию 4%-ного раствора глюкозы:
С=(4*1000)/(180*96)=0,23 моль/1000 г растворителя
Определяем ∆t3=1,86*0,23=0,43°С
2. Осмотическое давление раствора находим по уравнению (закон Вант-Гоффа)
π=СRТ,
где π. – осмотическое давление, атм;
С – моляльная концентрация, моль/1000 г;
R – универсальная газовая постоянная, л*атм/град.*моль;
Т – абсолютная температура в градусах Кельвина, oК
π=0,23*0,082*293=5,5 атм
ТoК=273±toС=273±20oС=293oК
