Вычислить G0(750 К), Kp и Kc

[fri_sad]

Зависимость DG^o гетерогенной реакции С_(т)+ 2H₂ = CH₄ от температуры имеет вид: DG^o = –90225 + 109,53Т, Дж. Вычислить DG^o₇₅₀, Кр и Кс при 750 К. Определить состав газовой смеси и количество прореагировавшего углерода к моменту установления равновесия, если объем реактора равен 10 л, а исходное давление водорода в нем при 298 К равно 550 мм рт. ст.

Изменено 14 Мая, 2020 в 16:26 пользователем fri_sad

[M_GM]

Помогают тому, кто сам что-то делает.

Пока вы палец о палец не стукнули

Покажите, что вы знаете о константах равновесия, и их связи с DG реакции

[fri_sad]

17 минут назад, M_GM сказал:

Помогают тому, кто сам что-то делает.

Пока вы палец о палец не стукнули

Покажите, что вы знаете о константах равновесия, и их связи с DG реакции

DG связана с константой равновесия выражением DG=-RTln(K). K=e^(-(DG/-RT)). Kc данной реакции будет [CH4]/([C]*[H2]^2)

[M_GM]

Уже хорошо.

Тогда в чем проблемы? Считайте DG - формула вам дана,

считайте К - формулу вы написали K=e^(-(DG/-RT)) (это какая К? Кр или Кс?),
делайте хотя бы эту половину задачи

Правда в записи Кс надо учесть, что С - углерод, тв. вещество и  его параметры в К не входят:

Kc = [CH4]/[H2]^2

А что такое Кр? связь между Кр и Кс?

Также неплохо вспомнить уравнение Менделеева-Клапейрона и посчитать, сколько моль водорода было изначально в реакторе объемом 10 л, при 298 К и 550 мм рт. ст.

Изменено 15 Мая, 2020 в 02:27 пользователем M_GM

[fri_sad]

6 часов назад, M_GM сказал:

Уже хорошо.

Тогда в чем проблемы? Считайте DG - формула вам дана,

считайте К - формулу вы написали K=e^(-(DG/-RT)) (это какая К? Кр или Кс?),
делайте хотя бы эту половину задачи

Правда в записи Кс надо учесть, что С - углерод, тв. вещество и  его параметры в К не входят:

Kc = [CH4]/[H2]^2

А что такое Кр? связь между Кр и Кс?

Также неплохо вспомнить уравнение Менделеева-Клапейрона и посчитать, сколько моль водорода было изначально в реакторе объемом 10 л, при 298 К и 550 мм рт. ст.

DG^o=-90225+109,53*750K=-8077,5 Дж

Kp=e^(-(-8077,5/8,314*750К))=3,65

n=(pV)/(RT)=(0,72атм*10л)/(0,082*298К)=0,295 моль

[H₂]=n/V=0,295/10=0,0295 моль/л

как найти концентрацию CH₄? связь между Кр и Кс: Кр=Кс(RT)^Dn

[M_GM]

50 минут назад, fri_sad сказал:

DG^o=-90225+109,53*750K=-8077,5 Дж

Kp=e^(-(-8077,5/8,314*750К))=3,65

n=(pV)/(RT)=(0,72атм*10л)/(0,082*298К)=0,295 моль

[H₂]=n/V=0,295/10=0,0295 моль/л //это исходная концентрация,

лучше обозначать как С(H₂), чтобы не путать с равновесной

как найти концентрацию CH₄? связь между Кр и Кс: Кр=Кс(RT)^Dn

Используя уравнение реакции и Кс=Kp(RT)^-Dn

Для нашей реакции Dn (изменение числа моль газов)=-1, получаем Кс=Kp(RT)= 224,6

Пусть в реакции образовалось х моль/л метана

По уравнению реакции израсходовалось 2х моль/л водорода

Поэтому равновесные концентрации будут равны [H₂]=(0,0295-2х) моль/л и [СH₄]= х моль/л

Константа равновесия Kc = [CH4]/[H2]^2 = х /(0,0295-2х)^2

Получаем уравнение с одним неизвестным х /(0,0295-2х)^2 = 224,6

Квадратное правда , но в принципе должно быть решаемое

Изменено 15 Мая, 2020 в 11:50 пользователем M_GM

[fri_sad]

1 час назад, M_GM сказал:

Используя уравнение реакции и Кс=Kp(RT)^-Dn

Для нашей реакции Dn (изменение числа моль газов)=-1, получаем Кс=Kp(RT)= 224,6

Пусть в реакции образовалось х моль/л метана

По уравнению реакции израсходовалось 2х моль/л водорода

Поэтому равновесные концентрации будут равны [H₂]=(0,0295-2х) моль/л и [СH₄]= х моль/л

Константа равновесия Kc = [CH4]/[H2]^2 = х /(0,0295-2х)^2

Получаем уравнение с одним неизвестным х /(0,0295-2х)^2 = 224,6

Квадратное правда , но в принципе должно быть решаемое

у меня получилось два корня: x₁=0,011 и x₂=0,019, какое из них подходит?

[M_GM]

Если посмотреть на уравнение реакции то очевидно, что на второй не хватит водорода.

Равновесная концентрация водорода [H₂]=(0,0295-2х)

Изменено 15 Мая, 2020 в 12:03 пользователем M_GM

[fri_sad]

9 минут назад, M_GM сказал:

Если посмотреть на уравнение реакции то очевидно, что на второй не хватит водорода.

Равновесная концентрация водорода [H₂]=(0,0295-2х)

тогда [CH₄]=0,011 моль/л

[H₂]=0,0075 моль/л

Kc=0,011/0,0075^2=195,5

[M_GM]

Только что, fri_sad сказал:

тогда [CH₄]=0,011 моль/л

[H₂]=0,0075 моль/л

Kc=0,011/0,0075^2=195,5

Не очень точно считал

При более точных расчетах имеем 

0,01127		226,4
0,00708