Определите направление процесса и парциальные давления компонентов

[Danivel]

1 час назад, M_GM сказал:

Неправильный перевод давления 1 МПа (10⁶ Па) = 1000 кПа (10³ Па). Да они еще и перепутаны.

 

Поэтому все концентрации будут в 1000 раз меньше, соответственно 0,04 моль/л и 0,02 моль/л

С константой думаю тоже промашка. Видимо она была посчитана в МПа,

переходя к кПа ее нужно наоборот умножить на 1000: Кс = 2,6

 

Теперь можно рассчитывать по уравнению реакции - это одна строчка:

Предположим, что к моменту равновесия прореагирует х моль C2H6 в каждом литре системы.

Тогда по уравнению реакции в каждом литре системы образуется х моль C2H4 и х моль H2;

В результате равновесные концентрации веществ в системе будут равны: 
С_(C2H6)=(0,04-х) моль/л; С_(C2H4)=(0,02+х) моль/л; С_(H2)=(0,04+х) моль/л

 

Подставляем эти концентрации в выражение для Кс:

Кс = (0,02+х)*(0,04+х)/(0,04-х) = 2,6

 

Получаем уравнение с одним неизвестным,
из которого любой знаток школьной математики немного попыхтев найдет х

(0,02+х)*(0,04+х)/(0,04-х) = 2,6
х=0.038
С_(C2H6)=(0,04-0.038)=0.002 моль/л;
 С_(C2H4)=(0,02+0.038)= 0.058 моль/л; 
С_(H2)=(0,04+0.038)= 0.078 моль/л
 

Изменено 1 Ноября, 2020 в 21:06 пользователем Danivel

[M_GM]

4 минуты назад, Danivel сказал:

(0,02+х)*(0,04+х)/(0,04-х) = 2,6
х=0.038
С_(C2H6)=(0,04-0.038)=0.002 моль/л;
 С_(C2H4)=(0,02+0.038)= 0.058 моль/л; 
С_(H2)=(0,04+0.038)= 0.078 моль/л

Хорошо, может стоило посчитать чуть поточнее: х =0,03825.

Остался последний штрих:

Вопрос задачи: "Определите ... парциальные давления компонентов системы в конце процесса"

Эти давления нужно рассчитать, снова используя связь p=CRT ( и перевести обратно в МПа)

 

 

[Danivel]

10 минут назад, M_GM сказал:

Хорошо, может стоило посчитать чуть поточнее: х =0,03825.

Остался последний штрих:

Вопрос задачи: "Определите ... парциальные давления компонентов системы в конце процесса"

Эти давления нужно рассчитать, снова используя связь p=CRT ( и перевести обратно в МПа)

 

 

С_(C2H6)=0.002*8.314*1500= 24.9 кПа=0.025 МПа
 С_(C2H4)=0.058*8.314*1500= 723.3 кПа=0.72 МПа
С_(H2)=0.078*8.314*1500=972.7 кПа=0.97 МПа

 

[M_GM]

Замечательно  

 

Но, в заключение признаюсь, что я тут несколько затупил и напрасно усложнил решение задачи.

На самом деле, все эти переходы к концентрациям, Па - МПа, и обратно были ... совершенно не нужны!

 

Достаточно было поработать с уравнением реакции на языке давлений, как то так:

 

Предположим, что к моменту равновесия израсходуется определенное число моль C2H6,
в результате его парциальное давление уменьшится на х МПа.

Тогда по уравнению реакции  образуется столько же моль C2H4 и  H2,

а значит, их давление возрастет на такую же величину, на х Мпа!

 

В результате равновесные давления веществ в системе будут равны: 
р_(C2H6)=(0,5-х) МПа; р_(C2H4)=(0,25+х) МПа; р_(H2)=(0,5+х) МПа

 

Подставляем эти концентрации в выражение для Кр:

Кр = (0,25+х)*(0,5+х)/(0,5-х) = 34,4 

и получаем уравнение с одним неизвестным, находим х и равновесные давления веществ.

 

Вот так !

Зато вспомнили связь давлений и концентраций, Кр и Кс 

Изменено 1 Ноября, 2020 в 23:11 пользователем M_GM

[Danivel]

6 часов назад, M_GM сказал:

Замечательно  

 

Но, в заключение признаюсь, что я тут несколько затупил и напрасно усложнил решение задачи.

На самом деле, все эти переходы к концентрациям, Па - МПа, и обратно были ... совершенно не нужны!

 

Достаточно было поработать с уравнением реакции на языке давлений, как то так:

 

Предположим, что к моменту равновесия израсходуется определенное число моль C2H6,
в результате его парциальное давление уменьшится на х МПа.

Тогда по уравнению реакции  образуется столько же моль C2H4 и  H2,

а значит, их давление возрастет на такую же величину, на х Мпа!

 

В результате равновесные давления веществ в системе будут равны: 
р_(C2H6)=(0,5-х) МПа; р_(C2H4)=(0,25+х) МПа; р_(H2)=(0,5+х) МПа

 

Подставляем эти концентрации в выражение для Кр:

Кр = (0,25+х)*(0,5+х)/(0,5-х) = 34,4 

и получаем уравнение с одним неизвестным, находим х и равновесные давления веществ.

 

Вот так !

Зато вспомнили связь давлений и концентраций, Кр и Кс 

(0,25+х)*(0,5+х)/(0,5-х) = 33,4       (Кр по условию 33.4, вы наверное перепутали)

х=0.9727

р_(C2H6)=(0,5-9727)= -0.4728 МПа;

р_(C2H4)=(0,25+9727)= 1.2228 МПа; 

р_(H2)=(0,5+9727)= 1.4728 МПа
 

"Но, в заключение признаюсь, что я тут несколько затупил и напрасно усложнил решение задачи.

На самом деле, все эти переходы к концентрациям, Па - МПа, и обратно были ... совершенно не нужны!

Зато вспомнили связь давлений и концентраций, Кр и Кс "

Для меня это наоборот хорошо, с этим дистанционным обучением ничего толком не объяснили. Так что, чем больше я сейчас вспомню/выучу/пойму тем лучше. Спасибо.