Рассчитать равновесные мольные доли

 Николай Кузьмин
Рассчитать равновесные мольные доли
ХИМИЯ. Решите пожалуйста задачу. В присутствии твёрдого углерода и углекислого газа равновесный состав образующейся газовой фазы определяется химической реакцией, которую в металлургии называют «реакцией газификации углерода»: C + CO2 → 2CO. Константа равновесия этой реакции зависит от температуры согласно уравнению: lgK = - 9001/T + 9,28 Рассчитайте равновесные мольные доли CO и CO2 в состоянии равновесия в закрытом агрегате при давлении P и температуре t : Температура агрегата t, 600°С. Давление в агрегате P, атм равно 1,9.

Ответы:

Mr.D
Константа равновесия (K) для реакции газификации углерода определяется уравнением: lgK = -9001/T + 9,28, где T — температура в градусах Кельвина, а lgK — логарифм константы равновесия. Чтобы найти равновесные концентрации CO и CO2, мы можем использовать выражение для константы равновесия реакции: С + СО2 -> 2СО Выражение константы равновесия для этой реакции: K = (CO^2) / (C * CO2) Преобразование уравнения дает: lgK = lg((CO^2) / (C * CO2)) Поскольку начальные концентрации С и СО2 известны, мы можем рассчитать равновесные концентрации СО и СО2. Дано: T = 600°C = 600 + 273 = 873 K P = 1,9 атм. Сначала мы можем преобразовать давление в соответствующую единицу измерения, то есть в паскали (Па). 1 атм = 101325 Па, поэтому P = 1,9 атм = 1,9 * 101325 Па = 193672,75 Па Теперь мы можем использовать приведенную выше информацию для расчета константы равновесия: lgK = -9001/873 + 9,28 = -10,25 Теперь мы можем использовать константу равновесия и начальные концентрации C и CO2 для расчета равновесных концентраций CO и CO2. Поскольку в сбалансированном уравнении соотношение С и СО2 составляет 1:1, можно предположить, что начальные концентрации С и СО2 равны. Допустим, их начальная концентрация равна [C] = [CO2] = x. Тогда равновесные концентрации СО и СО2 равны: [CO] = √(K * x^2) = √(10^-10,25 * x^2) = √(0,00001 * x^2) = 0,01x [СО2] = х - 0,01 х = 0,99 х Таким образом, в равновесии [CO] = 0,01x и [CO2] = 0,99x. Обратите внимание, что приведенный выше расчет основан на предположении, что начальные концентрации C и CO2 равны, что не всегда может иметь место в реальных сценариях. Кроме того, вы должны знать, что это идеальный сценарий, и на реальные условия может повлиять природа углерода, примеси и другие факторы.