Расчет парциального давления и концентрации веществ в системе

Расчет парциального давления и концентрации веществ в системе

Расчет парциального давления газов в смеси

Задача 322.
При 1500 К и общем давлении 1 бар пары воды продиссоциированы на Н2 и О2 на 0,0221%. Рассчитайте парциальные давления компонентов в смеси и константы равновесия реакции: 2Н2О = 2Н2 + О2.
Решение:
1. Рассчитаем процентное содержание компонентов равновесной системы, получим:

w%(H2O) = 100% — 0,0221% = 99,9779% или 0,999779;
w%(02) = 0,0221%/3 = 0,00737% или 0,0000737;
w%(Н2) = 0,00737% . 2 = 0,01473% или 0,0001473.

2. Рассчитаем парциальные давления компонентов в смеси, получим:

Видео:Задача химическое равновесие. РАВНОВЕСНЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ и Кр.Скачать

Задача химическое равновесие. РАВНОВЕСНЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ и Кр.

Р(Н2О) = Робщ. . w%(H2O) = 100000 Па . 0,999779 = 99977,9 Па;
Р(Н2) = Робщ. . w%(H2) = 100000 Па . 0,0001473 = 14,73 Па;
Р(О2) = Робщ. . w%(О2) = 100000 Па . 0,0000737 = 7,37 Па.

3. Рассчитаем константу равновесия, получим:

Кр = Р(Н2О)/[Р(Н2) . Р(О2)] = 99977,9/(14,73 . 7,37) = 921.


Расчет изменения кажущейся константы диссоциации кислоты


Задача 323.
Как изменяются кажущиеся константы диссоциации полиакриловой кислоты и ее низкомолекулярного аналога — пропионовой кислоты при увеличении степени диссоциации кислот в водных растворах?
Решение:
С точки зрения теории электролитической диссоциации кислоты — это вещества, диссоциирующие в водном растворе с образованием катионов одного вида — катионов водорода Н+.
Кажущаяся константа диссоциации полиакриловой кислоты падает при возрастании ее степени диссоциации, поскольку при этом растет заряд полииона, а, следовательно, диссоциирующий протон испытывает все большее притяжение со стороны полииона, и работа отрыва протона растет. 
Кажущаяся константа диссоциации пропионовой кислоты при увеличении степени диссоциации растет при возрастании ее степени диссоциации, потому что работа отрыва протона будет уменьшаться и все большее число молекул кислоты будет диссоциировать, т.е. в растворе будет увеличиваться численное значение анионов кислоты и протонов, а численное значение недиссоциированных молекул кислоты будет уменьшаться, что, естественно, скажется на увеличении и численного значения константы.

 


Вычисление равновесной концентрации участвующих веществ

Задача 324.
Определите равновесный состав газовой смеси для реакции:
А + В = 2АВ, 
если Кх = 50, а исходная смесь состояла из 3 моль А, 4 моль В и 6 моль АВ.
Решение:
Уравнение реакции имеет вид: А + В ⇔ 2АВ.
Согласно уравнению реакции из 1 моля вещества А и 1 моля вещества В образуется 2 моль вещества АВ. Следовательно, выражение для константы равновесия реакции будет иметь вид:

Видео:Химическое равновесие. Константа равновесия. 10 класс.Скачать

Химическое равновесие. Константа равновесия.  10 класс.

Кх = [AB]2/[A][B].

Обозначим количество прореагировавших веществ через  «x«. Следовательно, равновесные концентрации реагирующих веществ можно записать:

[A]р = (3 – x) моль/л, [B]р  = (4 – х) моль/л, [АВ] = (6 + 2х) моль/л.

Тогда выражение для константы равновесия реакции можно записать:

Кх = (6 + 2х)2/(3 – x)(4 – x) = (36 + 24x + 4x2)/(12 — 7x + x2);
36 + 24x + 4x2 = 50(12 — 7x + x2);
46x2 — 374x + 564 = 0.

Видео:Решение задач на тему: "Нахождение константы равновесия и равновесных концентраций". 1ч. 10 класс.Скачать

Решение задач на тему: "Нахождение константы равновесия и равновесных концентраций". 1ч. 10 класс.

Решая данное квадратное уравнение, получим: х = 2.

Теперь рассчитаем равновесные концентрации системы, получим:

[A]р = (3 – x) моль/л = (3 — 2) = 1 моль/л; 
[B]р  = (4 – х) моль/л = (4 — 2) = 2 моль/л;
[АВ]р = (6 + 2х) моль = (6 + 2 . 2) = 10 моль/л.
 


Задача 325.
Равновесные концентрации (моль/л) компонентов газофазной системы, в которой происходит реакция:
3N2H4 ↔ 4NH3 + N2, равны: [N2H4] = 0,1; [NН3] = 0,6, [N2] = 0,15. Исходная концентрация гидразина N2H4 была … моль/л. (Ответ записать в формате Х,ХХ).
Решение:
Для нахождения исходной концентрации N2H4 учтем, что, согласно уравнению реакции, из 3 молей N2H4 образуется 4 моля NH3 и 1 моль N2. Поскольку по условию задачи в каждом литре системы образовалось 0,6 моля, NН3 и 0,15 молей N2,то при этом было израсходовано 0,45 (0,15 . 3 = 0,45) молей N2H4. Таким образом, искомая исходная концентрация N2H4 равна:

[N2H4]исх. = 0,45 + 0,1 = 0,55 моль/л.
 


Задача 326.
Равновесные концентрации (моль/л) компонентов газофазной системы, в которой происходит реакция:
2NF3 + 3H2 ↔ 6NF + N2, равны: [NF3] = 0,14; [H2] = 0,1; [N2] = 0,08. Исходные концентрации NF3 и Н2 были … моль/л (ответ записать в виде двух чисел через один пробел в формате Х,ХХ каждое число).
Решение:
Для нахождения исходных концентраций NF3 и Н2 учтем, что, согласно уравнению реакции, из 2 молей NF3 и 3 молей Н2 образуется по 6 молей NF и 1 моль N2. Поскольку по условию задачи в каждом литре системы образовалось 0,08 молей N2 и должно образоваться 0,48 молей NF (0,08 . 6 = 0,48), то при этом было израсходовано 0,16 молей NF3 (0,08 . 2 = 0,16) и 0,24 моля Н2 (0,08 . 3 = 0,24).

Таким образом, искомые исходные концентрации равны:

Видео:Физиология дыхание. Газообмен в лёгких. Альвеолярно - капиллярное мембрана.Скачать

Физиология дыхание. Газообмен в лёгких. Альвеолярно - капиллярное мембрана.

[NF3]исх = 0,14 + 0,16 = 0,30 моль/л;
2]исх = 0,1 + 0,24 = 0,34 моль/л.

Ответ: 0,30 и 0,34.


Задача 327.
Константа равновесия реакции: СО + Н2О = СО2 + Н2 равна 0,51. Найдите равновесные концентрации участвующих веществ, если исходные концентрации монооксида углерода и водяного пара составляли соответственно 0,03 и 0,08 моль/л. Как изменилась скорость реакции к моменту наступления равновесия?
Решение:
Уравнение реакции имеет вид:

СО + Н2О = СО2 + Н2.

Из уравнения следует, что из 1 моля СО и 1 моля Н2О образуется по 1 молю СO2 и H2 т.е. по 0,03 молю СO2 и H2.
Обозначим равновесную концентрацию СО и Н2О через  х, тогда [СО2] = [Н2].

Таким образом, равновесные концентрации СО и Н2О будут составлять, соответственно, (0,03 – х) и (0,08 – х) моль/л, а СО и Н2 – по х моль/л. Подставим эти значения в выражение константы равновесия данной реакции:

Видео:Парциальное давление - что это такое?Скачать

Парциальное давление - что это такое?

К = [CО2][Н2]/[СО][Н2О];
0,51 = (х . х)/[(0,03 – х)(0,08 – х)];
0,51(0,03 – х)(0,08 – х) = х2;
0,49x2 + 0,0561x — 0,001224 = 0

Найдем дискриминант квадратного уравнения:

D = b2 — 4ac = (0,0561)2 — 4·0,49·(-0,001224) = 0,00314721 + 0,00239904 = 0,00554625.

Так как дискриминант больше нуля то, квадратное уравнение имеет два действительных корня:

x1 =   (-0,0561 — √0,00554625)/(2·0,49) ≈ -0,133;
x2 =   (-0,0561 + √0.00554625)/(2·0,49) ≈ 0,0187.

Видео:Физиология. Глава 5. Лёгкие. Диффузия газов. Парциальное давление газовСкачать

Физиология. Глава 5. Лёгкие. Диффузия газов. Парциальное давление газов

Так как x1 < O, то верное значение будет х2, значит х = 0,0187 моль/л.

Тогда

Равновесные концентрации участвующих веществ будут иметь значения:

[СО]равн. = 0,03 – 0,0187 = 0,0113 моль/л;
2О]равн. = 0,08 – 0,0187 = 0,0617 моль/л; 
[CО2]равн. = [Н2]равн. = 0,0187 моль/л.


📺 Видео

Константа равновесия химической реакции. БПС анализ, парциальные давления.(занятие №9)Скачать

Константа равновесия химической реакции. БПС анализ, парциальные давления.(занятие №9)

Парциальное давление, пример | Газы.Молекулярно-кинетическая теория | ХимияСкачать

Парциальное давление, пример | Газы.Молекулярно-кинетическая теория  | Химия

Задачи на скорость реакции в зависимости от концентрации реагентовСкачать

Задачи на скорость реакции в зависимости от концентрации реагентов

Дополнение. Закон Генри. Парциальное давлениеСкачать

Дополнение. Закон Генри. Парциальное давление

Введение в парциальное давление | Газы.Молекулярно-кинетическая теория | ХимияСкачать

Введение в парциальное давление | Газы.Молекулярно-кинетическая теория | Химия

Физиология | Парциальное Давление и Напряжение КислородаСкачать

Физиология | Парциальное Давление и Напряжение Кислорода

259. Как изменится скорость хим реакции, если увеличить давлениеСкачать

259.  Как изменится скорость хим реакции, если увеличить давление

Химическое равновесие. Закон действующих масс.Скачать

Химическое равновесие. Закон действующих масс.

Физика 7 класс. Решение задач на расчет давления тел в жидкостях и газахСкачать

Физика 7 класс. Решение задач на расчет давления тел в жидкостях и газах

Химия. 11 класс, 2014. Смещение химического равновесия. Центр онлайн-обучения «Фоксфорд»Скачать

Химия. 11 класс, 2014. Смещение химического равновесия. Центр онлайн-обучения «Фоксфорд»

Влияние температуры на скорость химических реакций. 10 класс.Скачать

Влияние температуры на скорость химических реакций. 10 класс.

Давление. Единицы давленияСкачать

Давление. Единицы давления

Смещение химического равновесия - ЭКСПЕРИМЕНТЫСкачать

Смещение химического равновесия - ЭКСПЕРИМЕНТЫ

🔴 ЕГЭ-2023 по физике. Влажность воздуха. Насыщенный парСкачать

🔴 ЕГЭ-2023 по физике. Влажность воздуха. Насыщенный пар
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии