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 |
|
- |
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
Планирование дискриминирующих экспериментов
Для дискриминации гипотез используют
эксперименты различного типа.
Химические эксперименты. Различные
тестовые реакции часто позволяют определить вероятность участия того или иного
вещес ...
Очистка хромосодержащих сточных вод
...
Биография и научная деятельность Юстуса Либиха
(1803-1873)
...