Question

Для реакции O2 + 2SO2 « 2SO3 Kp = 800 при 5000C. Вычислите концентрацию О2, если известно, что концентрации SO2 и SO3 равны 1 и 2 моль/л соответственно. А 2 во второй степени*800/1 во второй степени = 3200 моль/л; Б 2 во второй степени /800*1 во второй степени =1/200 моль/л; В 800/(1+2) во второй степени = 89 моль/л

Answer 1

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать уравнение Гиббса-Гельмгольца:

ΔG = -RTlnK

где ΔG - изменение свободной энергии, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, K - равновесная константа.

В данном случае, нам известна равновесная константа Kp, а мы хотим найти концентрацию О2. Мы можем найти ΔG используя следующее соотношение:

ΔG = -RTlnKp

Рассчитаем ΔG, используя данный подход. Для этого нам также понадобится универсальная газовая постоянная R, которая равна 8.314 Дж/моль∙К, а также температура T, которая равна 5000 C, что преобразуется в 5273 К:

ΔG = - (8.314 Дж/моль∙К) * (5273 К) * ln(800)

Чтобы решить это уравнение, нам понадобится использовать натуральный логарифм ln(800). Результат этого будет:

ΔG = -17311 Дж/моль

Теперь, используя найденное значение ΔG, мы можем найти концентрацию О2. Для этого нам будет необходимо использовать следующее соотношение:

ΔG = ΔG° + RTlnQ

где ΔG° - стандартное изменение свободной энергии, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, Q - отношение концентраций продуктов и реагентов, называемое степенью превращения.

В данном случае, ΔG° равно 0, поскольку реакция находится в равновесии. Таким образом, мы можем упростить уравнение:

-17311 Дж/моль = RTlnQ

Заменив R и T на известные значения, мы получим:

-17311 Дж/моль = (8.314 Дж/моль∙К) * (5273 К) * lnQ

Раскрывая скобки, получим:

-17311 Дж/моль = 434296 Дж * lnQ

Далее, разделим обе стороны уравнения на 434296:

lnQ = -0.0399

Теперь мы можем найти Q, взяв экспоненту от обеих сторон уравнения:

Q = e^(-0.0399)

Используя калькулятор, мы получаем:

Q = 0.960

Таким образом, концентрация О2 равна 0.960 моль/л. Ответом является вариант В: В 800/(1+2)^2 = 89 моль/л.

Обратите внимание, что все значения в задаче были округлены до трех значащих цифр для удобства вычислений и чтения.