Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Расчет продолжительности взаимодействия



ЗАДАНИЕ

№ варианта выбирается в соответствии с номером компьютера

 

№1.

В системе протекают некоторые реакции. Реагирующие компоненты:

S, O2, SO2;

SO2, O2, SO3

Составить материальный баланс. Начальные количества молей равны: N0(1)=1 моль, N0(2)= 4 моль. Степень полноты первой реакции х=0,07. Молярная концентрация SO3 равна 0,2.

 

 

№2.

В системе протекают некоторые реакции. Реагирующие компоненты:

H2S, O2, SO2, H2O;

SO2, O2, SO3

Составить материальный баланс. Начальные количества молей равны: N0(1)=1 моль, N0(2)= 2 моль, N0(3)= 2 моль. Степень полноты первой реакции х=0,2. Молярная концентрация SO3 равна 0,07.

 

№3.

В системе протекают некоторые реакции. Реагирующие компоненты:

SO2, O2, SO3;

SO3, H2O, H2SO4

Составить материальный баланс. Начальные количества молей равны стехиометрическим соотношениям. Степень полноты первой реакции х=0,09. Молярная концентрация SO3 равна 0,07.

 

№4.

В системе протекают некоторые реакции. Реагирующие компоненты:

CH4, H2O, CO, H2;

CH4, O2, CO, H2

Составить материальный баланс. Начальные количества молей равны: N0(1)=1 моль, N0(2)= 3 моль. Степень полноты первой реакции х=0,6. Молярная концентрация CO равна 0,03.

 


№5.

В системе протекают некоторые реакции. Реагирующие компоненты:

CH4, H2O, CO, H2;

CO , H2O, CO2, H2

Составить материальный баланс. Начальные количества молей равны: N0(1)=3 моль, N0(2)= 1 моль, N0(3)= 2 моль. Степень полноты второй реакции х=0,3. Молярная концентрация CO2 равна 0,08.

 

№6.

В системе протекают некоторые реакции. Реагирующие компоненты:

CO, H2, CH4, H2O;

CO2, H2, CH4, H2O

Составить материальный баланс. Начальные количества молей принять в равном соотношении. Степень полноты второй реакции х=0,09. Молярная концентрация CH4 равна 0,2.

 

№7.

В системе протекают некоторые реакции. Реагирующие компоненты:

NH3, O2, NO, H2O;



NH3, O2, N2O, H2O

Составить материальный баланс. Начальные количества молей принять в равном соотношении. Степень полноты второй реакции х=0,1. Молярная концентрация N2O равна 0,04.

 

№8.

В системе протекают некоторые реакции. Реагирующие компоненты:

NH3, O2, N2, H2O

NH3, O2, HNO3, H2O

Составить материальный баланс. Начальные количества молей принять O2:NH3=2. Степень полноты первой реакции х=0,3. Степень полноты второй реакции х=0,2.

 

№9.

В системе протекают некоторые реакции. Реагирующие компоненты:

NH3, N2, H2

NO, N2, O2

Составить материальный баланс. Начальные количества молей принять в равном соотношении. Степень полноты первой реакции х=0,5. Степень полноты второй реакции х=0,2.


№10.

В системе протекают некоторые реакции. Реагирующие компоненты:

CH4, C2H2, H2

C2H6, C2H2, H2

Составить материальный баланс. В начальный момент времени метан присутствовал в 100%-ном избытке. Степень полноты первой реакции х=0,09. Степень полноты второй реакции х=0,06.

 

№11.

В системе протекают некоторые реакции. Реагирующие компоненты:

CH4, C2H2, H2

C3H8, C2H2, H2

Составить материальный баланс. Начальные компоненты взяты в стехиометрическом соотношении. Молярная концентрация C2H2 равна 0,04. Молярная концентрация H2 равна 0,045.

 

№12.

В системе протекают некоторые реакции. Реагирующие компоненты:



C2H6, C2H2, H2

C3H8, C2H2, H2

Составить материальный баланс. Начальные компоненты взяты в стехиометрическом соотношении. Молярная концентрация C2H2 равна 0,5. Степень полноты второй реакции равна 0,9.

 

№13.

В системе протекают некоторые реакции. Реагирующие компоненты:

NO2, N2O4

NO, NO2, N2O3

Составить материальный баланс. Начальные количества молей равны: N0(1)=3 моль, N0(2)= 1 моль. Молярная концентрация N2O4 равна 0,1. Молярная концентрация N2O3 равна 0,06.

 

№14.

В системе протекают некоторые реакции. Реагирующие компоненты:

NO2, H2O, HNO3, HNO2

N2O4, H2O, HNO3, HNO2

Составить материальный баланс. Начальные количества молей равны: N0(1)=3 моль, N0(2)= 1 моль, N0(3)= 2 моль. Степень полноты первой реакции х=0,09. Степень полноты второй реакции х=0,06.


№15.

В системе протекают некоторые реакции. Реагирующие компоненты:

NO2, H2O, HNO3, HNO2

NO2, H2O, HNO3, NO

Составить материальный баланс. Начальные количества молей взяты в соотношении NO2:H2O=5. Степень полноты первой реакции х=0,09. Степень полноты второй реакции х=0,06.

 

№16.

В системе протекают некоторые реакции. Реагирующие компоненты:

NO, O2, NO2

NO, HNO3, NO2, H2O

Составить материальный баланс. Начальные количества молей равны: N0(1)=3 моль, N0(2)= 1 моль, N0(3)= 2 моль. Степень полноты первой реакции х=0,29. Молярная концентрация H2O равна 0,2.

 

№17.

В системе протекают некоторые реакции. Реагирующие компоненты:

P2, O2, P2O5

P2O5, H2O, HPO3

Составить материальный баланс. Начальные количества молей взяты в равных соотношениях. Степень полноты первой реакции х=0,2. Молярная концентрация HPO3 равна 0,092.

 

Лабораторная работа №2

«Простое химическое равновесие»




 


ЗАДАНИЕ

№ варианта выбирается в соответствии с номером компьютера

№1.

Дана стехиометрическая смесь компонентов:

H2, Cl2, HCl.

Начальные молярные концентрации компонентов:

n0 (H2) = 0,5;

n0 (Cl2) = 0,2.

Общее давление в системе

P = 1 атм.

Температура процесса

Т = [2000 – 2700] К.

Зависимость константы равновесия от температуры:

.

 

1. Составить уравнение химической реакции.

2. Построить зависимость константы равновесия от температуры.

3. Найти равновесные концентрации компонентов для оптимальной температуры.

4. Построить зависимость константы равновесия от общего давления в системе при оптимальной температуре.

№2.

Дана стехиометрическая смесь компонентов:

H2, Br2, HBr.

Начальные молярные концентрации компонентов:

n0 (H2) = 0,3;

n0 (Cl2) = 0,9.

Общее давление в системе

P = 0,5 атм.

Температура процесса

Т = [1150 – 1850] °С.

Зависимость константы равновесия от температуры:

.

 

1. Составить ура

2. внение химической реакции.

3. Построить зависимость константы равновесия от температуры.

4. Найти равновесные концентрации компонентов для оптимальной температуры.

5. Построить зависимость константы равновесия от общего давления в системе при оптимальной температуре.

№3.

Дана стехиометрическая смесь компонентов:

H2, J2, HJ.

Начальные молярные концентрации компонентов:

n0 (H2) = 0,04;

n0 (Cl2) = 0,08.

Общее давление в системе

P = 1,5 атм.

Температура процесса

Т = [50 – 700] °С.

Зависимость константы равновесия от температуры:

.

 

1. Составить уравнение химической реакции.

2. Построить зависимость константы равновесия от температуры.

3. Найти равновесные концентрации компонентов для оптимальной температуры.

4. Построить зависимость константы равновесия от общего давления в системе


№4.

Дана стехиометрическая смесь компонентов:

Cl2, H2O, HCl, O2.

Начальные молярные концентрации компонентов:

n0 (H2) = 0,04;

n0 (Cl2) = 0,18.

Общее давление в системе

P = 1,0 атм.

Температура процесса

Т = [700 – 950] °С.

Зависимость константы равновесия от температуры:

.

 

1. Составить уравнение химической реакции.

2. Построить зависимость константы равновесия от температуры.

3. Найти равновесные концентрации компонентов для оптимальной температуры.

4. Построить зависимость константы равновесия от общего давления в системе

№5.

Дана стехиометрическая смесь компонентов:

CO, Cl2, COCl2.

Начальные молярные концентрации компонентов:

n0 (H2) = 0,14;

n0 (Cl2) = 0,20.

Общее давление в системе

P = 0,7 атм.

Температура процесса

Т = [100 – 725] °С.

Зависимость константы равновесия от температуры:

.

 

1. Составить уравнение химической реакции.

2. Построить зависимость константы равновесия от температуры.

3. Найти равновесные концентрации компонентов для оптимальной температуры.

4. Построить зависимость константы равновесия от общего давления в системе

№6.

Дана стехиометрическая смесь компонентов:

H2, O2, H2O.

Начальные молярные концентрации компонентов:

n0 (H2) = 0,24;

n0 (Cl2) = 0,45.

Общее давление в системе

P = 1,7 атм.

Температура процесса

Т = [1500 – 2200] °С.

Зависимость константы равновесия от температуры:

.

 

1. Составить уравнение химической реакции.

2. Построить зависимость константы равновесия от температуры.

3. Найти равновесные концентрации компонентов для оптимальной температуры.

4. Построить зависимость константы равновесия от общего давления в системе


№7.

Дана стехиометрическая смесь компонентов:

CO, O2, CO2.

Начальные молярные концентрации компонентов:

n0 (H2) = 0,014;

n0 (Cl2) = 0,02.

Общее давление в системе

P = 1,0 атм.

Температура процесса

Т = [800 – 1500] °С.

Зависимость константы равновесия от температуры:

.

 

1. Составить уравнение химической реакции.

2. Построить зависимость константы равновесия от температуры.

3. Найти равновесные концентрации компонентов для оптимальной температуры.

4. Построить зависимость константы равновесия от общего давления в системе

№8.

Дана стехиометрическая смесь компонентов:

CO, H2O, H2, CO2.

Начальные молярные концентрации компонентов:

n0 (H2) = 0,01;

n0 (Cl2) = 0,2.

Общее давление в системе

P = 1,3 атм.

Температура процесса

Т = [100 – 825] °С.

Зависимость константы равновесия от температуры:

.

 

1. Составить уравнение химической реакции.

2. Построить зависимость константы равновесия от температуры.

3. Найти равновесные концентрации компонентов для оптимальной температуры.

4. Построить зависимость константы равновесия от общего давления в системе

№9.

Дана стехиометрическая смесь компонентов:

H2, S2, H2S.

Начальные молярные концентрации компонентов:

n0 (H2) = 0,09;

n0 (Cl2) = 0,08.

Общее давление в системе

P = 1,1 атм.

Температура процесса

Т = [800 – 1500] °С.

Зависимость константы равновесия от температуры:

.

 

1. Составить уравнение химической реакции.

2. Построить зависимость константы равновесия от температуры.

3. Найти равновесные концентрации компонентов для оптимальной температуры.

4. Построить зависимость константы равновесия от общего давления в системе


№10.

Дана стехиометрическая смесь компонентов:

N2, H2, NH3.

Начальные молярные концентрации компонентов:

n0 (H2) = 0,06;

n0 (Cl2) = 0,12.

Общее давление в системе

P = 1,0 атм.

Температура процесса

Т = [650 – 1400] °С.

Зависимость константы равновесия от температуры:

.

 

1. Составить уравнение химической реакции.

2. Построить зависимость константы равновесия от температуры.

3. Найти равновесные концентрации компонентов для оптимальной температуры.

4. Построить зависимость константы равновесия от общего давления в системе

№11.

Дана стехиометрическая смесь компонентов:

NO, O2, NO2.

Начальные молярные концентрации компонентов:

n0 (H2) = 0,06;

n0 (Cl2) = 0,24.

Общее давление в системе

P = 1,2 атм.

Температура процесса

Т = [825 – 1525] °С.

Зависимость константы равновесия от температуры:

.

 

1. Составить уравнение химической реакции.

2. Построить зависимость константы равновесия от температуры.

3. Найти равновесные концентрации компонентов для оптимальной температуры.

4. Построить зависимость константы равновесия от общего давления в системе

№12.

Дана стехиометрическая смесь компонентов:

N2, O2, NO.

Начальные молярные концентрации компонентов:

n0 (H2) = 0,05;

n0 (Cl2) = 0,17.

Общее давление в системе

P = 1,0 атм.

Температура процесса

Т = [1400 – 2200] °С.

Зависимость константы равновесия от температуры:

.

 

1. Составить уравнение химической реакции.

2. Построить зависимость константы равновесия от температуры.

3. Найти равновесные концентрации компонентов для оптимальной температуры.

4. Построить зависимость константы равновесия от общего давления в системе

 

 

«Сложное химическое равновесие»

Расчет сложного равновесия реакций на примере конверсии метана с водяным паром:

CH4+H2O=3H2+CO (1)

CO+H2O=CO2+H2 (2)

Рассчитать величины констант равновесия реакций конверсии в интервале температур 600-1200К, используя следующие эмпирические уравнения:

Рассчитать равновесный состав реакционной смеси и равновесную степень превращения метана в зависимости от температуры, давления в системе и соотношения пар:газ.

Начальное содержание метана в единице объема реакционной смеси принять равному 1 моль.

Полученные расчетные данные свести в таблицу, зависимости выразить графически.

 

 


1. Рассчитаем константы равновесия реакций в заданном интервале температур по заданным эмпирическим уравнениям
           
Т, К Кр1 Кр2        
5,08907E-07 27,2896907        
0,000270784 9,072372082        
0,03158806 4,058938255        
1,321072962 2,209205089        
26,70104229 1,376918865        
316,1114245 0,945710205        
2495,698504 0,697818294        
22730334,82 0,214388697        
43631934,99 0,201045621        
79041377,27 0,190753383        
0,182997701        
225014449,7 0,17743335        
358157605,8 0,173839955        
2. Построим графические зависимости Кр от температуры      
             
Из графика видно, что с увеличением температуры      
Кр1 резко увеличивается, а Кр2 уменьшается.        
             
3. Расчет равновесного состава сложной реационной смеси      
посредством совместного решения системы уравнений,      
представляющих собой выражения констант равновесия,      
выраженных через парциальные давления        
             
  CH4 H2O H2 CO CO2 сумма
было а  
вступило в реакцию или образовалось -x -x-y 3x+y x-y y  
осталось 1-x а-x-y 3x+y x-y y 1+2x+а
где х - количество молей метана (в долях единицы), вступившего в реакцию к моменту установления равновесия;
  y - количество молей оксида углерода, вступившего во взаимодействие (y<x<1);  
  а - соотношение пар:газ.        

 


 

Т, К P, Мпа а x y nCH4 nH2O nH2 nCO nCO2 pCH4 pH2O pH2 pCO pCO2 Kp1 Kp2 Степень превращения метана
0,273 0,233 0,205 0,421 0,297 0,011 0,066 0,61 1,26 0,89 0,03 0,20 0,03 4,06 0,2731
0,517 0,302 0,120 0,293 0,459 0,053 0,075 0,36 0,88 1,38 0,16 0,22 1,32 2,21 0,5167
0,814 0,261 0,040 0,200 0,584 0,120 0,056 0,12 0,60 1,75 0,36 0,17 26,70 1,38 0,8141
0,354 0,309 0,137 0,496 0,291 0,009 0,066 0,41 1,49 0,87 0,03 0,20 0,03 4,06 0,3540
0,640 0,415 0,068 0,368 0,442 0,043 0,079 0,20 1,11 1,33 0,13 0,24 1,32 2,21 0,6399
0,908 0,390 0,016 0,293 0,536 0,089 0,067 0,05 0,88 1,61 0,27 0,20 26,70 1,38 0,9083
0,087 0,086 0,177 0,740 0,067 0,000 0,017 0,53 2,22 0,20 0,00 0,05 0,00 27,29 0,0867
0,202 0,197 0,148 0,666 0,149 0,001 0,036 0,44 2,00 0,45 0,00 0,11 0,00 9,07 0,2021
0,425 0,377 0,098 0,547 0,282 0,008 0,064 0,29 1,64 0,85 0,02 0,19 0,03 4,06 0,4251
0,734 0,508 0,041 0,426 0,419 0,035 0,079 0,12 1,28 1,26 0,10 0,24 1,32 2,21 0,7342
0,952 0,488 0,007 0,371 0,484 0,067 0,071 0,02 1,11 1,45 0,20 0,21 26,70 1,38 0,9521
0,995 0,417 0,001 0,370 0,487 0,083 0,060 0,00 1,11 1,46 0,25 0,18 316,11 0,95 0,9949
0,999 0,355 0,000 0,378 0,479 0,092 0,051 0,00 1,13 1,44 0,28 0,15 2495,70 0,70 0,9993
0,245 0,213 0,216 0,442 0,272 0,009 0,061 0,87 1,77 1,09 0,04 0,24 0,03 4,06 0,2451
0,466 0,289 0,136 0,317 0,429 0,045 0,073 0,54 1,27 1,72 0,18 0,29 1,32 2,21 0,4658
0,758 0,263 0,054 0,217 0,562 0,110 0,058 0,21 0,87 2,25 0,44 0,23 26,70 1,38 0,7578
0,318 0,283 0,147 0,517 0,267 0,008 0,061 0,59 2,07 1,07 0,03 0,24 0,03 4,06 0,3184
0,583 0,394 0,081 0,392 0,415 0,037 0,076 0,32 1,57 1,66 0,15 0,31 1,32 2,21 0,5829
0,867 0,387 0,023 0,305 0,521 0,084 0,067 0,09 1,22 2,08 0,33 0,27 26,70 1,38 0,8666
0,384 0,345 0,107 0,567 0,259 0,007 0,060 0,43 2,27 1,04 0,03 0,24 0,03 4,06 0,3836
0,676 0,483 0,051 0,447 0,395 0,030 0,076 0,20 1,79 1,58 0,12 0,30 1,32 2,21 0,6763
0,925 0,483 0,011 0,378 0,476 0,064 0,071 0,04 1,51 1,90 0,26 0,28 26,70 1,38 0,9248
0,225 0,198 0,225 0,457 0,253 0,008 0,057 1,12 2,28 1,27 0,04 0,29 0,03 4,06 0,2252
0,429 0,277 0,148 0,335 0,405 0,039 0,072 0,74 1,68 2,03 0,20 0,36 1,32 2,21 0,4290
0,712 0,264 0,065 0,232 0,542 0,101 0,060 0,33 1,16 2,71 0,51 0,30 26,70 1,38 0,7115
0,293 0,263 0,154 0,533 0,249 0,007 0,057 0,77 2,66 1,25 0,03 0,29 0,03 4,06 0,2931
0,540 0,377 0,090 0,410 0,393 0,032 0,074 0,45 2,05 1,97 0,16 0,37 1,32 2,21 0,5405
0,828 0,383 0,030 0,316 0,507 0,079 0,068 0,15 1,58 2,53 0,39 0,34 26,70 1,38 0,8282
0,354 0,321 0,113 0,583 0,242 0,006 0,056 0,57 2,91 1,21 0,03 0,28 0,03 4,06 0,3538
0,632 0,462 0,059 0,464 0,376 0,027 0,074 0,29 2,32 1,88 0,14 0,37 1,32 2,21 0,6316
0,897 0,478 0,015 0,386 0,466 0,062 0,070 0,08 1,93 2,33 0,31 0,35 26,70 1,38 0,8970
  0,925 0,483 0,011 0,378 0,476 0,115 0,126 0,03 1,14 1,43 0,34 0,38 26,70 1,38 0,9247
0,957 0,489 0,006 0,369 0,486 0,059 0,062 0,02 1,11 1,46 0,18 0,19 26,70 1,38 0,9572
0,961 0,490 0,006 0,368 0,487 0,053 0,055 0,02 1,10 1,46 0,16 0,16 26,70 1,38 0,9613
0,965 0,491 0,005 0,367 0,488 0,048 0,049 0,02 1,10 1,47 0,14 0,15 26,70 1,38 0,9646

 


 

4. Построим зависимость равновесной степени превращения метана от температуры    
                     
Т, К Степень превращения метана  
3 Мпа, пар:газ=2 3 Мпа, пар:газ=3 3 Мпа, пар:газ=4 4 Мпа, пар:газ=2 4 Мпа, пар:газ=3 4 Мпа, пар:газ=4 5 Мпа, пар:газ=2 5 Мпа, пар:газ=3 5 Мпа, пар:газ=4  
0,27314 0,35397 0,425146 0,2450823 0,3184346 0,3836345 0,22517 0,2930692 0,353785  
0,51669 0,63995 0,734162 0,4658465 0,582947 0,6762975 0,42903 0,5404575 0,631568  
0,81411 0,90829 0,952075 0,7577532 0,8665841 0,9247965 0,71152 0,8282136 0,896969  

 

Из графика видно, что с увеличением температуры степень превращения увеличивается.
Максимальная степень достигается при давлении 3 Мпа и соотношении пар:газ=4.
Для этих условий проследим изменение степени превращения при других температурах.
 
5. Построим зависимость степени превращения метана от температуры при Р=3 Мпа и соотношении пар:газ=4.
   
Т, К  
0,08674
0,20209
0,42515
0,73416
0,95207
0,99488
0,99932
   
Из графика видно, что зависимость носит экспоненциальный характер.

 


 

6. Построим зависимость равновесной степени превращения метана от давления в системе    
                     
Р, Мпа Степень превращения метана  
800 К, пар:газ=2 800 К, пар:газ=3 800 К, пар:газ=4 900 К, пар:газ=2 900 К, пар:газ=3 900 К, пар:газ=4 1000 К, пар:газ=2 1000 К, пар:газ=3 1000 К, пар:газ=4  
0,27314 0,35397 0,425146 0,5166856 0,6399465 0,7341617 0,81411 0,908293 0,952075  
0,24508 0,31843 0,383635 0,4658465 0,582947 0,6762975 0,75775 0,8665841 0,924797  
0,22517 0,29307 0,353785 0,4290255 0,5404575 0,6315683 0,71152 0,8282136 0,896969  

 

 

Из графика видно, что повышение давления отрицательно сказывается на равновесии.

 

 

7. Построим зависимость равновесной степени превращения метана от соотношения пар:газ  
                   
пар:газ Степень превращения метана
800 К, 3 Мпа 800 К, 4 Мпа 800 К, 5 Мпа 900 К, 3 Мпа 900 К, 4 МПА 900 К, 5 Мпа 1000 К, 3 Мпа 1000 К, 4 Мпа 1000 К, 5 Мпа
0,27314 0,24508 0,225171 0,5166856 0,4658465 0,4290255 0,81411 0,7577532 0,711516
0,35397 0,31843 0,293069 0,6399465 0,582947 0,5404575 0,90829 0,8665841 0,828214
0,42515 0,38363 0,353785 0,7341617 0,6762975 0,6315683 0,95207 0,9247965 0,896969

 

 

 

8. Построим зависимость степени превращения метана от соотношения пар:газ при Т=1000К и Р=3 Мпа

 

пар:газ х СН4
0,92475
0,81411
0,90829
0,95207
0,95716
0,96125
0,96462

 

ЗАДАНИЕ

№ варианта выбирается в соответствии с номером компьютера

№1

1.Построить графики Кр=f(Т) для протекающих реакций;

2.Сделать вывод, как изменяется константа равновесия с изменением температуры;

3.Рассчитать равновесный состав реакционной смеси и равновесную степень превращения в зависимости от температуры, давления, соотношения реагентов.

4.Полученные расчетные данные свести в таблицу, зависимости выразить графически.

4 А + 5 B = 4 C + 6 D (1)

2 C + B = 2 E (2)

Зависимость констант равновесия от температуры

Т, К Kp1 Kp2
101,2 802,32
150,32 700,56
210,12 621,32
261,23 526,65
327,23 435,48
368,89 319,99
410,69 211,148
450,456 105,35
506,25
546,12 0,78
600,212 0,006

Начальное соотношение A:B = 1:4.

№2

1.Построить графики Кр=f(Т) для протекающих реакций;

2.Сделать вывод, как изменяется константа равновесия с изменением температуры;

3.Рассчитать равновесный состав реакционной смеси и равновесную степень превращения в зависимости от температуры, давления, соотношения реагентов.

4.Полученные расчетные данные свести в таблицу, зависимости выразить графически.

2 A + B = 2 C (1)

2 C = 2 D + 3 B (2)

Зависимость констант равновесия от температуры

Т, К Kp1 Kp2
401,2 802,32
450,32 700,56
510,12 621,32
561,23 526,65
527,23 435,48

Начальное соотношение A:B = 4:1.


№3

1.Построить графики Кр=f(Т) для протекающих реакций;

2.Сделать вывод, как изменяется константа равновесия с изменением температуры;

3.Рассчитать равновесный состав реакционной смеси и равновесную степень превращения в зависимости от температуры, давления, соотношения реагентов.

4.Полученные расчетные данные свести в таблицу, зависимости выразить графически.

3A + B = 2 C (1)

4C + 4 B = 2 D (2)

Зависимость констант равновесия от температуры

 

Т, К Kp1 Kp2
90,1 80,2
50,32
10,12 62,1
1,23 52,6
0,23 43,5

Начальное соотношение A:B = 2:1.

 

№4

1.Построить графики Кр=f(Т) для протекающих реакций;

2.Сделать вывод, как изменяется константа равновесия с изменением температуры;

3.Рассчитать равновесный состав реакционной смеси и равновесную степень превращения в зависимости от температуры, давления, соотношения реагентов.

4.Полученные расчетные данные свести в таблицу, зависимости выразить графически.

A + B = 3 C + D (1)

3 D + 2 B = F (2)

Зависимость констант равновесия от температуры

Т, К Kp1 Kp2
190,1 80,2
50,32
10,12 62,1
1,23 52,6
0,23 43,5
0,045 35,32
0,0036 26,31
0,00012 20,48
0,00004 19,56

Начальное соотношение A:B = 1:3.

 


№5

1.Построить графики Кр=f(Т) для протекающих реакций;

2.Сделать вывод, как изменяется константа равновесия с изменением температуры;

3.Рассчитать равновесный состав реакционной смеси и равновесную степень превращения в зависимости от температуры, давления, соотношения реагентов.

4.Полученные расчетные данные свести в таблицу, зависимости выразить графически.

A + B = E + D (1)

E = A + 0,5 F (2)

Зависимость констант равновесия от температуры

Т, К Kp1 Kp2
4,1 8,2
2,6 3,4
1,9 1,6
1,5 0,9
1,3 0,5

Начальное соотношение A:B = 4:3.

 

№6

1.Построить графики Кр=f(Т) для протекающих реакций;

2.Сделать вывод, как изменяется константа равновесия с изменением температуры;

3.Рассчитать равновесный состав реакционной смеси и равновесную степень превращения в зависимости от температуры, давления, соотношения реагентов.

4.Полученные расчетные данные свести в таблицу, зависимости выразить графически.

A + B = 0,5 C + 1,5 D (1)

2 C = 2 F + B (2)

Зависимость констант равновесия от температуры

Т, К Kp1 Kp2
60,6 80,2
5,63 10,23
0,301 1,25
0,0399 0,0023
0,00905 0,000456

Начальное соотношение A:B = 1:0,5.

 


№7

1.Построить графики Кр=f(Т) для протекающих реакций;

2.Сделать вывод, как изменяется константа равновесия с изменением температуры;

3.Рассчитать равновесный состав реакционной смеси и равновесную степень превращения в зависимости от температуры, давления, соотношения реагентов.

4.Полученные расчетные данные свести в таблицу, зависимости выразить графически.

A + B = 2 D (1)

2 D + B = 2 C (2)

Зависимость констант равновесия от температуры

Т, К Kp1 Kp2
27,287 8,23
4,0585 6,22
1,37678 4,02
0,25358 2,04
0,21437 1,31
0,19073 0,99
0,17742 0,12
0,17208 0,006

Начальное соотношение A:B = 1:2.

 

№8

1.Построить графики Кр=f(Т) для протекающих реакций;

2.Сделать вывод, как изменяется константа равновесия с изменением температуры;

3.Рассчитать равновесный состав реакционной смеси и равновесную степень превращения в зависимости от температуры, давления, соотношения реагентов.

4.Полученные расчетные данные свести в таблицу, зависимости выразить графически.

2 A + B = 2 C (1)

2 C = D (2)

Зависимость констант равновесия от температуры

Т, К Kp1 Kp2
141,209 82,44
23,899 34,86
5,203 16,81
1,386
0,435 5,25

Начальное соотношение A:B = 1:2.

№9

5.Построить графики Кр=f(Т) для протекающих реакций;

6.Сделать вывод, как изменяется константа равновесия с изменением температуры;

7.Рассчитать равновесный состав реакционной смеси и равновесную степень превращения в зависимости от температуры, давления, соотношения реагентов.

8.Полученные расчетные данные свести в таблицу, зависимости выразить графически.

4 А + 5 B = 4 C + 6 D (1)

2 D + B = 2 C (2)

Зависимость констант равновесия от температуры

Т, К Kp1 Kp2
440,1 330,2
300,32
260,12 312,1
251,23 302,6
250,23 293,5
250,045 285,32
250,0036 276,31
250,0001 270,48
269,56

Начальное соотношение A:B = 1:2.

№10

9.Построить графики Кр=f(Т) для протекающих реакций;

10.Сделать вывод, как изменяется константа равновесия с изменением температуры;

11.Рассчитать равновесный состав реакционной смеси и равновесную степень превращения в зависимости от температуры, давления, соотношения реагентов.

12.Полученные расчетные данные свести в таблицу, зависимости выразить графически.

A + B = 0,5 C + 1,5 D (1)

2 C = 2 D + 3 B (2)

Зависимость констант равновесия от температуры

Т, К Kp1 Kp2
240,1 150,2
100,32
60,12 132,1
51,23 122,6
50,23 113,5
50,045 105,32
50,0036 96,31
50,00012 90,48
50,00004 89,56

 

 

Начальное соотношение A:B = 1:2.

Лабораторная работа №3

«Решение прямой задачи химической кинетики»

Расчет константы скорости

Протекает реакция:

 

A + B → C +D

 

Известно кинетическое уравнение данной реакции:

 

(1)

 

Для нахождения константы скорости необходимо уравнение (1) проинтегрировать:

 

(2)

 

Исходные данные для расчета:

С0 = 0,5 кмоль/м3

СК = 1,5 кмоль/м3

t = 5 ч

h = 0,001

 

Пусть необходимо вычислить определенный интеграл:

(3)

Методы приближенного интегрирования основаны на использовании геометрической интерпретации значения определенного интеграла, как площади криволинейной трапеции, ограниченной осью абсцисс, прямыми х = а, х = b и кривой F(x) (рис 1.)

 

Рисунок 1.

 

Для вычисления интересующей нас площади (рис.2.) разобьем область интегрирования на n равных частей точками

Рисунок 2.

 

Тогда (4)

где (5)

Значит для вычисления интеграла (3) необходимо вычислить n площадей криволинейных трапеций (рис.2).

 

Типы формул интегрирования

 

Наиболее часто при численном интегрировании применяют правило прямоугольников, правило трапеций, интегрирование по Ромбергу, правило Симпсона и квадратуру Гаусса. Каждый из этих методов является более точным, чем предыдущий, поскольку производит аппроксимацию данных более сложной кривой.

 

Правило прямоугольников

Согласно правилу прямоугольников, область между точками разбиения интервала интегрирования [a,b] заменяется прямоугольником, высота которого соответствует координате Y одной из точек, а ширина равна расстоянию между точками (рис.3). Значение интеграла определяется по следующей формуле:

 

(6)

 

Рисунок 3.

 

Такое приближение может оказаться грубым, например, в случае указанном на рисунке 3, однако при малой ширине интервала и гладкой функции результаты получаются достаточно точными. Кроме того такой метод очень легко реализовать, поскольку достаточно вычислить площади прямоугольников.

 

Правило трапеций

 

Согласно этому правилу, каждая пара соседних точек соединяется прямой линией, образуя последовательность трапеций (рис.4.).

Рисунок 4.

 

Площадь трапеций равняется полусумме оснований, умноженной на высоту, которая в данном случае равна расстоянию между точками по оси Х. Интеграл равен сумме площадей всех трапеций.

(7)

Методы интегрирования достаточно хорошо могут быть использованы при работе с Excel. Значения интеграла на элементарных участках, на которые разбит заданный интервал интегрирования, вычисляются в соответствующих ячейках, после чего результаты в них суммируются.

 


 

Согласно данным теоретическим сведениям проведем расчет в Excel. Таблица результатов следующая:

 


Просмотров 225

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!