PODSTAWY CHEMII FIZYCZNEJ
(zadania do wykładu prof. T. Lutego)
LISTA nr 4 (2009/2010 w)
Zapoznać się z treścią rozdziałów 4.1.4, 5.1.1 i 5.1.3 oraz przykładami 4.4.1 – 4.4.2 i 5.2.1, 5.2.3 – 5.2.4,
5.2.6, 5.3.1 – 5.3.6, 5.3.8 – 5.3.9 z „Obliczeń fizykochemicznych” JDP.
1. Do gazu zawierającego 4% (n/n) CO2, 26% (n/n) CO i 70% (n/n) N2 wprowadzono w temperaturze 600 K
parę wodną w ilości 2 mole pary na 1 mol CO. Zachodzi wówczas reakcja CO + H2O = CO2 + H2, której
powinowactwo standardowe w 600 K wynosi 6920 J/mol. Obliczyć skład gazu w stanie równowagi.
Odp.: 16,78% (n/n) CO2, 2,96% (n/n) CO, 20,06% (n/n) H2O, 14,14% (n/n) H2, 46,06% (n/n) N2
2. Mieszaninę równych objętości N2 i H2 przepuszczono pod ciśnieniem 1,5·106 Pa i w temperaturze 600 K
nad katalizatorem. Gaz wychodzący z reaktora zawierał 4% (n/n) NH3. Zakładając, że w gazie ustalił się stan
równowagi reakcji N2 + 3H2 = 2NH3, obliczyć dla niej wartości Kp, Kx i Kc. Przyjąć, że reagenty w tych
warunkach zachowują się jak gaz doskonały.
Odp.: 1,50·10–4, 3,29·10–2, 3,64·10–1
3. Stała równowagi Kp reakcji LiCl·3NH3 (s) = LiCl·NH3 (s) + 2NH3 (g) w 40°C wynosi 9. Ile moli amoniaku
należy wprowadzić do naczynia o pojemności 5 dm3, zawierającego 0,1 mola LiCl·NH3, aby przeprowadzić
ten związek całkowicie w LiCl·3NH3?
Odp.: 0,784 mola
4. Do naczynia w temperaturze 600°C wprowadzono 8 g SO3. Związek ten rozkłada się zgodnie z równaniem
reakcji: SO3 = SO2 + ½O2. W stanie równowagi ciśnienie w naczyniu wynosi 1,8·105 Pa, a gęstość
mieszaniny gazowej równa się 1,6 g/dm3. Obliczyć: a) wartość Kp reakcji, oraz b) liczbę moli helu, którą
należy dodać do naczynia zawierającego mieszaninę równowagową, aby ciśnienie sumaryczne wzrosło
dwukrotnie.
Odp.: a) 0,54, b) 0,124 mola
5. W temperaturze 40°C wartość ∆G reakcji 2NO2 (g) = N2O4 (g) wynosi 1250 J. Wiedząc, że gęstość
równowagowej mieszaniny N2O4 i NO2 wynosi 5,85 g/dm3, obliczyć stopień dysocjacji N2O4, średnią masę
cząsteczkową mieszaniny oraz jej ciśnienie sumaryczne.
Odp.: 0,389, 66,24 g/mol , 2,3·105 Pa
○
6. ∆G reakcji tworzenia NH3 wynosi –16,5 kJ/mol. Wyznacz ∆G reakcji gdy prężności N2, H2 i NH3
wynoszą odpowiednio 3·105, 105 i 4·105 Pa. W którą stronę w tych warunkach będzie przebiegać reakcja?
Odp.: tworzenie NH3
○
○
○
H2
I2 (st)
I2 (g)
HI
–
–
130,6
116,14
260,6
206,3
○
7. Na podstawie tablicowych wartości funkcji termodynamicznych
∆H tw, 298 [kJ/mol] S [J/K·mol]
298
CP [J/K·mol]
28,67 + 1,17·10–3T – 0,92·10–6T2
40,12 + 49,79·10–3T
37,40 + 0,59·10–3T – 0,71·105T–2
26,32 + 5,94·10–3T + 0,92·105T–2
25,94
Obliczyć:
a) standardowe powinowactwo chemiczne reakcji tworzenia jodowodoru w temperaturze 900 K oraz Kp i Kx
tej reakcji (jod pod ciśnieniem normalnym sublimuje w 438 K, a jego ciepło sublimacji wynosi 59,8 kJ/mol),
b) jakie jest powinowactwo chemiczne tej reakcji w 900 K, gdy ciśnienia cząstkowe każdego reagenta
wynoszą 0,5 atm? W jakim kierunku przebiega reakcja w tych warunkach?
c) jakie jest powinowactwo chemiczne tej reakcji w
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)