Вычислите величины KN для равновесной реакции С6Н5–С2Н5 ↔ С6Н5–СН=СН2 + Н2 , если при

Вычислите величины KN для равновесной реакции С6Н5–С2Н5 ↔ С6Н5–СН=СН2 + Н2 , если при температуре 580°С общее давление р = 0,005 МПа. (KN – константа равновесия, выраженная через отношение молярных долей Ni участников реакции).

Выпишем из справочника стандартные энтальпии образования, стандартные энтропии и коэффициенты в уравнении теплоемкости веществ, участвующих в реакции:
Вещество , кДж/моль ,
Дж/моль∙К
, Дж/моль∙К
а b∙103 c ∙106 c′∙10–5
С6Н5–С2Н5(г) 29,79 360,45 –15,61 548,82 –220,37 –
С6Н5–СН=СН2(г) 147,36 345,10 –7,32 494,42 –202,92 –
Н2(г) 0 130,52 27,28 3,26 – 0,50
По следствию из закона Гесса вычислим тепловой эффект реакции при стандартных ус-ловиях:
= (147,36 + 0) – 29,79 = 117,57 кДж.
Аналогично вычисляем изменение энтропии:
= (345,10 + 130,52) – 360,45 = 115,17 Дж/К.
Рассчитаем изменение коэффициентов в уравнении теплоемкости:
Δа = (–7,32 + 27,28) – (–15,61) = 35,57;
Δb = [(494,42 + 3,26) – 548,82]∙10–3 = –51,14∙10–3;
Δc = [(–202,92) – (–220,37)] ∙10–6 = 17,47∙10–6;
Δc′ = 0,50∙105.
Тогда изменение теплоемкости в результате реакции выражается уравнением:
.
Изменение энтальпии реакции при температуре 580 °С (853 К) вычисляем по уравне-нию Кирхгофа:
;
(117,57 + 19,74 – 16,33 + 3,46 + 0,11) ∙103 = 124,55 кДж.
Изменение энтропии при температуре Т вычисляется по формуле:
;
115,17 + 37,41 – 28,38 + 5,58 + 0,49 = 130,27 Дж/К
Изменение энергии Гиббса при температуре Т вычисляется по формуле:
кДж
Изменение энергии Гиббса реакции и константа равновесия Кр (выраженная через отно-шение парциальных давлений рi участников реакции) связаны соотношением:
Отсюда вычисляем константу равновесия Кр при 853 К:
; атм.
Взаимосвязь констант равновесия Кр и КN выражается формулой:
,
где р – общее давление газа в системе; ∆v – изменение числа молей газообразных ве-ществ по уравнению реакции.
Здесь: ∆v = (1+1) – 1 = 1.
При давлении р = 0,005 МПа атм константа равновесия КN равна:
Ответ: КN = 3,08