Реакция А: 203 = 302; T = 360 K = 160 с Общее давление Р, кПа 0 17,96 30 23,04 50 _24,70 70 25,66 100 120 26,38 26,62 (Решение → 24360)

Заказ №38753

Задание № 1 Реакция А: 203 = 302; T = 360 K = 160 с Общее давление Р, кПа 0 17,96 30 23,04 50 _24,70 70 25,66 100 120 26,38 26,62

Решение:

Для идеального газа парметры состояния связаны уравнением Менделеева-Клапейрона, из которого следцет, что: P = 𝑚 𝑀·𝑉 · 𝑅𝑇 = 𝑛 𝑉 · 𝑅𝑇 = CRT, откуда С = Р/(RT) Выразим количества вещества исходного реагента в различные промежутки времени: n = 𝑃𝑉 𝑅𝑇 ζ = ± ∆𝑛𝑖 𝑣𝑖 ; ζ = - ∆𝑛(𝑂3) 𝑣(𝑂3) ; Δn(O3) = -ζ·v(O3) = -2·ζ n(O3) = n0(O3) - Δn(O3) = n0(O3) - 2·ζ n(O2) = n0(O2) - Δn(O2) = n0(O2) + 3·ζ = + 3·ζ Начальное количество исходного реагента О3 рассчитывается на основании величины общего давления Р0 в момент времени t = 0. n0(O3) = Р0 ∙𝑉 𝑅𝑇 Количество вещества участников реакции, имеющихся в смеси в начальный момент и в последующие промежутки времени, представим в виде таблицы: Таблица 1. Выражение количества вещества через химическую переменную ζ Количество вещества, моль 2O3 3O2 Начальное, n0 n0(O3) 0 Изменение к моменту времени t, Δni -2ζ +3ζ В момент времени t, ni n0(O3) - 2ζ 3ζ Тогда в любой промежуток времени t (кроме начального) суммарное количество вещества газов будет равно: Σni = n(O3) + n(O2) = n0(O3) - 2ζ + 3ζ = n0(O3) + ζ = Р0 ∙𝑉 𝑅𝑇 + ζ. С другой стороны: Σni = Р 𝑡∙𝑉 𝑅𝑇 Где Pt – общее давление в реакторе в момент времени t ≠ 0. Тогда получим: n(O3) = 𝑉 𝑅𝑇 ·(3P0 - 2Pt) Тогда формула для расчета концентрации вещества в различные промежутки времени имеет вид: С(О3) = 𝑛(𝑂3) 𝑉 = 1 𝑅𝑇 (3P0 - 2Pt) Таблица 2. Выражение количества вещества через давление Парциальные давления газов 2О3 = 3О2 В исходном состоянии Р0 0 В момент времени t от начала реакции Р0 – 2Рх 3Рх Общее давление в системе Рt = Р0 – 2Рх + 3Рх = Р0 + Рх Тогда: Рх = Рt - Р0 Значит: Р(О3) = 3Р0 – 2Рt и С(О3) = 3Р0 – 2Рt 𝑅𝑇 Таблица 3. Результаты вычислений концентраций озона Время t, c 0 30 50 70 100 120 Общее давление 17960 (Р0) 23040 24700 25660 26380 26620 при Т = 360 К Р, Па С(О3), моль/м3 16.64 1.50 0.855 0.274 0.214 0.175 Для определения порядка реакции графическим методом вычислим значения логарифма концентраций озона, обратной концентрации озона и квадрата обратной концентрации озона в указанные промежутки времени t от начала реакции. Результаты вычислений поместим в таблицу и построим графики зависимости С = f(t); ln C = f(t); 1/C = f(t); 1/C2 = f(t). Таблица 4. Определение порядка реакции графическим методом