Задача №15

Запишите выражения для констант равновесия K_C, K_р и K_N и установите связь между ними для реакции, приведенной в табл. 2.

Решение:

Решение задачи рассмотрим на примере реакции , считая реагирующие вещества идеальными газами.

В условиях равновесия при р, T = const схематическая запись химической реакции имеет вид:

,

где a, b, c, d – стехиометрические коэффициенты веществ A, B, C, D. Для рассматриваемой реакции закон действующих масс устанавливает постоянство отношения произведения равновесных концентраций продуктов реакции к произведению равновесных концентраций исходных веществ, взятых в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, то есть

.

На основании закона действующих масс запишем выражение для константы равновесия K_C для реакции синтеза аммиака.

.

Аналогичным образом записываются формулы для констант равновесия, выраженных через равновесные парциальные давления:

и равновесные мольные доли:

.

Связь между K_р и K_C устанавливается на основании уравнения (9). Для i-го компонента газовой смеси , отсюда: . На основании данного выражения

.

Для реакции синтеза аммиака Dn = (2) – (1 + 3) = – 2. Следовательно,

.

Связь между K_р и K_N устанавливается на основании закона Дальтона: , где р – общее давление в системе. Оперируя данным выражением, получим

.

Необходимо отметить, что при расчете констант всегда используется безразмерное относительное давление, равное отношению давления к стандартному значению р ^о = 1 атм = 1,01325∙10⁵ Па.