Константа химического равновесия в смеси идеальных газов
Вычисления:
K=KQ = Kx = Kc = Kp= [(gяд1´ gэл1) ´M13/2´1/1´ [(gяд2´ gэл2) ´M23/2´2/2´ [(gяд3´ gэл3) ´M33/2´3/3´ [(gяд4´ gэл4) ´M43/2´4/4
Все прочие величины сокращаются, и получаем:
K= [(2´3´2) ¸(3´1)] ´ [3´¸(2´] 3/2 ´ { [(2/3) ¸1] ¸ [¸2] } = 4´ (0.75) 3/2 ´8/3 = (32/3) ´0.6495= 6.928
Резюме:
Это одна из простейших задач, в которой свойства равновесной смеси зависят лишь от простейших структурно-физических параметров ядер изотопов водорода.
ЗАДАЧА 8.
Рассчитать константу равновесия для реакции диссоциации молекулы CO на нейтральные атомы C и O при 2000 К: CO(газ) =C(газ) +O(газ).
Степени вырождения основных электронных состояний атомов C и O равны 9 (Термы 3P).
Значение, рассчитанное по термохимическим данным, равно 7.427×10-22 атм
Спектроскопические данные для CO приведены в табл.15.2 (Д-О, стр.467).
(Ответ в учебнике Kp= 7.790×10-22 атм).
РЕШЕНИЕ.
Таблица 1. Структурные параметры частиц. (Табл. 15.2 (Д-О, стр.467).
|
Qяд= = gяд |
Qэл= = gэл |
M, у. е. |
, у. е. |
R0×1010, М |
|
|
D0, кДж/моль | |
|
CO |
1 |
1 |
28 |
6.857 |
1.1282 |
2 |
2170.21 |
1072.037 |
|
C |
1 |
9 |
|
|
- | |||
|
O |
1 |
9 |
16 |
|
- |
, см-1 Полезные предварительные вычисления резко сокращают расчёты, позволяя их контролировать. Это очень хорошая школа тренировки и самоконтроля.
Масса молекулы
m(CO) = 28´10-3/6.023´1023= 4.649´10-26 кг.
Приведённая масса молекулы (для вычисления момента инерции)
(CO) = 6.857´10-3 кг /6.023´1023= 1.1385´10-26 кг.
Момент инерции молекулы
I(CO) = 1.1385´10-26 ´ (1.1282´10-10) 2 =1.449´10-46 кг´м2.
Энергия диссоциации
D0(CO) = (1072000/6.023) ´10-23 Дж =1.78´10-18 Дж.
Теплота реакции (равна энергии диссоциации) Qv = U0 = Ee
DEe(CO ® C+O) = D0(CO) = 1.78´10-18 Дж.
Тепловой "квант"
kT= 1.38´10-23´2000=2.76´10-20 Дж.
Показатель электронного фактора Больцмана
DEe(CO) / kT = 1.78´10-18 Дж/2.76´10-20 Дж = 64.5.
Фактор Больцмана
exp(-Ee(CO) / kT) = exp(-64.5) = 0.973´10-28.
Квант колебательного возбуждения
h= hc
= 6.62´10-34´3´1010´2170.21=19.86´10-21´2.170= 4.3096´10-20 Дж.
Показатель колебательного фактора Больцмана
h/ kT=4.3096´10-20/2.76´10-20=15.61´10-1=1.561.
Колебательный фактор Больцмана
exp(-h/ kT) =exp(-1.561) = 0.21.
13) Стандартный мольный объём V0= (RT/p0) =(8.314´2000¸101325) = 0.16442.
14) Статистические суммы молекулы CO:
14.1) Поступательная
q0t (CO) = [2´p´1.38´10-23´2000´0.028¸(6.023´1023)] 3/2 ¸(6.62´10-34) 3=
Смотрите также
Улучшение смазочных свойств дизельных топлив
Топлива
в дизельных двигателях являются смазочным материалом для движущихся деталей
топливной аппаратуры, трущихся пар плунжерных топливных насосов. В связи с этим
они должны обладать хорошими прот ...
Адсорбция полимеров на границе раздела твердое тело - водный раствор
Одним из важнейших разделов физической химии полимеров
и коллоидной .химии в настоящее время является физико-химия поверхностных явлений
в полимерах [1,2]. Это связано с тем, что создание н ...
Кефир
Кисломолочные продукты - это продукты,
вырабатываемые сквашиванием молока или сливок чистыми культурами молочнокислых
бактерий с добавлением или без добавления дрожжей или уксуснокислых бакт ...