Question

Предложите оптимальное изменение термодинамических параметров (температура, давление) для увеличения выхода продуктов в системах: SiH4(г) + 2O2(г) ↔ 2H2O(г) + SiO2(г), ΔH0 < 0

SiCl4(г) + 2H2(г) ↔ Si(к) + 4HCl(г) ¬, ΔH0 >0

CO(г) + 3H2(г) ↔ CH4(г) + H2O(ж), ΔH0 < 0

2NH3(г) + 3Cl2(г) ↔ N2(г) + 6HCl(г), ΔH0 >0

2PF3(г) + O2(г) ↔ 2POF3(г), ΔH0 < 0

CS2(г) + 4H2(г) ↔ 2H2S(г) + CH4(г), ΔH0 < 0

Answer 1

Добрый день! Отличный вопрос! Давайте разберем каждую из систем и определим, какие изменения термодинамических параметров могут увеличить выход продуктов.

1. Система: SiH4(г) + 2O2(г) ↔ 2H2O(г) + SiO2(г), ΔH0 < 0
В данной реакции выход продуктов можно увеличить, увеличивая температуру и/или уменьшая давление. Это связано с тем, что данная реакция является экзотермической (сопровождается выделением тепла), т.е. энергия освобождается в результате реакции. По принципу Ле Шателье, повышение температуры стимулирует реакцию в сторону образования продуктов, а уменьшение давления увеличивает количество газообразных продуктов.

2. Система: SiCl4(г) + 2H2(г) ↔ Si(к) + 4HCl(г), ΔH0 > 0
В данной реакции выход продуктов можно увеличить, увеличивая температуру и/или увеличивая давление. Однако, так как данная реакция является эндотермической (поглощает энергию), оптимальным изменением параметров будет повышение температуры, чтобы поглотить необходимую энергию для протекания реакции.

3. Система: CO(г) + 3H2(г) ↔ CH4(г) + H2O(ж), ΔH0 < 0
В данной реакции выход продуктов можно увеличить, увеличивая температуру и/или увеличивая давление. Аналогично реакции номер 1, повышение температуры и/или уменьшение давления будет способствовать образованию большего количества продуктов.

4. Система: 2NH3(г) + 3Cl2(г) ↔ N2(г) + 6HCl(г), ΔH0 > 0
В данной реакции выход продуктов можно увеличить, уменьшая температуру и/или увеличивая давление. Изменение температуры в сторону ее понижения будет способствовать образованию большего количества газообразных продуктов, а повышение давления увеличит количество продуктов в газообразной фазе.

5. Система: 2PF3(г) + O2(г) ↔ 2POF3(г), ΔH0 < 0
В данной реакции выход продуктов можно увеличить, увеличивая температуру и/или уменьшая давление. Аналогично реакции номер 1, повышение температуры и/или уменьшение давления будет способствовать образованию большего количества продуктов.

6. Система: CS2(г) + 4H2(г) ↔ 2H2S(г) + CH4(г), ΔH0 < 0
В данной реакции выход продуктов можно увеличить, увеличивая температуру и/или уменьшая давление. Аналогично реакции номер 1 и 5, повышение температуры и/или уменьшение давления будет способствовать образованию большего количества продуктов.

Все эти реакции подчиняются принципу Ле Шателье, согласно которому система будет изменяться таким образом, чтобы компенсировать внешние воздействия. Изменение термодинамических параметров, таких как температура и давление, может оказать влияние на равновесие реакций и, тем самым, на выход продуктов.