Равновесия в гомогенной системе с несколькими реакциями
70. (3/1-95). Константы равновесия двух одновременно протекающих газофазных реакций
А + B ⇔ и А + В ⇔ 2D
равны 1 и 4 соответственно. Найти максимально возможную полезную работу, которую способна совершить
такая реакционная система, если в исходном состоянии в систему, поддерживаемую при постоянном
общем давлении 2 бар, ввели по одному молю веществ А и В. Как изменится
величина полезной работы, если увеличить давление в системе в 2 раза; разбавить реакционную смесь
инертным газом в 2 раза?
71. (3/Э-02). Газообразный углеводород A участвует в двух реакциях, приводящих к получению
изомеров В и С:
A ↔ B и A ↔ С.
Значения стандартных энергий Гиббса, энтальпий образования и теплоемкостей указанных
веществ при 600 К приведены в таблице.
Вещество
ΔfGo(газ), кДж/моль
ΔfНo(газ), кДж/моль
ср(газ), Дж/моль· К
А
–6,42
–186,12
165,98
В
–6,42
–154,39
157,84
С
–2,96
–184,57
179,19
Определите равновесный состав системы при 600 К. Какой из изомеров будет преобладать при
последующем увеличении температуры? Почему?
72. (4/1-08).* Газообразный углеводород A участвует в двух реакциях, приводящих к получению
изомеров В и С:
A ↔ B и A ↔ С.
Значения стандартных энтальпий, энтропий и потенциалов Гиббса образования указанных веществ при 1000 К
приведены в таблице.
Вещество
ΔfНo(газ), кДж/моль
ΔfGo(газ), кДж/моль
So(газ), Дж/моль·К
А (Перилен)
(Бензопирен – е)
C (Бензопирен – а)
253,2
253,2
262,4
-734,7
-740,5
–737,0
987,9
993,7
999,4
Определите равновесный состав при 1000 К. Какой из изомеров будет преобладать при
последующем повышении температуры?
73. (6/1-99). Оценить равновесный состав газовой фазы после установления
равновесия при температуре 900 К в сосуде объемом 150 л, в который ввели по 1 молю этана и
пропана, способных к обратимому дегидрированию по реакциям
74. (4/1-01). При повышении температуры в присутствии некоторого катализатора
пропан может превращаться по двум реакциям:
деметанирования C3H8= C2H4 + CH4
и дегидрирования C3H8
= C3H6 + H2.
Оценить равновесные составы смеси
при давлении 2 бар и температурах 500, 800 и 1100 К, если исходно в
реактор был введен только пропан при температуре реактора и давлении 2 бар. При
какой температуре надо проводить процесс, чтобы получать преимущественно и
количественно этилен, а не пропилен?
75. (4/1-02). В системе протекают две параллельные реакции:
С3Н8 = С2Н4 + СН4 ,
С3Н8 = С3Н6+ Н2.
Оценить равновесный состав системы при 600 К и общем давлении 1
бар, если в систему изначально был введен только пропан в количестве 1 моль.
При решении использовать данные предыдущей задачи (4/1-01).
76. (5/1-03). Оценить равновесный состав газовой фазы для реакции
2 СН4 = С2Н6 + Н2
при 1100 К и давлении 1 бар, если в системе исходно был
только метан в количестве 1 моль. При решении использовать данные
предыдущих задач (4/1-01).
77. (2/1-00). Изопропиловый спирт в присутствии катализатора легко дегидратируется и
дегидрируется по реакциям
CH3CHOHCH3 = CH3CHCH2+ H2O (I)
CH3CHOHCH3 = CH3COCH3+ H2 (II)
Оценить равновесный состав системы, исходно содержавшей изопропиловый спирт при давлении 1 бар,
после установления в системе полного равновесия. Температура системы поддерживается
при 100 °С. Известно, что:
Cp,298o
MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4qamaaDaaaleaacaWGWbGaaiilaiaaykW7caaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3D47@, Дж/моль· К
78. (5/1-06). Определить равновесный состав смеси изомеров ксилола при
Т = 600 K, если исходно в жесткий реакционный сосуд объемом 20 л было внесено 2 моля
жидкого м-ксилола при давлении инертного газа внутри реактора 1 атм и
температуре 298 К. После загрузки реагента сосуд был закупорен и нагрет до
нужной температуры. Известно, что после нагревания вся жидкость испарилась.
Газовую смесь считать идеальной, а теплоемкости не зависящими от температуры.
При какой температуре содержание в смеси о-ксилола будет превышать содержание
п-ксилола?
Cp,298o
MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4qamaaDaaaleaacaWGWbGaaiilaiaaykW7caaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3D47@, Дж/моль· К
79. (5/1-00). Получению
муравьиной кислоты в газовой фазе нередко препятствует ее термодинамическая
нестабильность вследствие возможности распада по реакциям
НСООН = Н2 + СО2,
НСООН = Н2О + СО.
Оцените, при какой температуре
следует получать это соединение в газовой фазе с общим давлением около
1 бар, чтобы доля равновесного распада НСООН по указанным реакциям не
превышала 10 %. Какие основные побочные продукты будут присутствовать при
этом в реакционной смеси? Известно, что:
Cp,298o
MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaam4qamaaDaaaleaacaWGWbGaaiilaiaaykW7caaIYaGaaGyoaiaaiIdaaeaacaWGVbaaaaaa@3D47@, Дж/моль· К