题目
将丁烯脱氢制取丁二烯的反应如下:C4H8(g)=C4H6(g)+H2(g)各物质在298K的△fHm和Sm的数值为:物质C4H8(g)C4H6(g)H2(g)△fHm/(kJ·mol-1)0.125110.06Sm/(J·mol-1·K-1)305.3278.5130.6(1)计算该反应298K的△rHm和△rSm;(2)计算该反应在298K的△rGm和K;(3)计算该反应830K的K(假定该反应的△rHm不隨温度而变);(4)为提高丁烯的转化率,在反应时加入惰性气体水蒸气。若反应开始时,丁烯与水蒸气物质的量之比为1:15,反应在830K,202.65kPa条件下进行,C4H8(g)的平衡转化率为多少?
将丁烯脱氢制取丁二烯的反应如下:
C4H8(g)=C4H6(g)+H2(g)
各物质在298K的△fHm和Sm的数值为:
物质 | C4H8(g) | C4H6(g) | H2(g) |
△fHm/(kJ·mol-1) | 0.125 | 110.06 | |
Sm/(J·mol-1·K-1) | 305.3 | 278.5 | 130.6 |
(1)计算该反应298K的△rHm和△rSm;
(2)计算该反应在298K的△rGm和K;
(3)计算该反应830K的K(假定该反应的△rHm不隨温度而变);
(4)为提高丁烯的转化率,在反应时加入惰性气体水蒸气。若反应开始时,丁烯与水蒸气物质的量之比为1:15,反应在830K,202.65kPa条件下进行,C4H8(g)的平衡转化率为多少?
题目解答
答案
㏑
解得 K(830K)=3.07×102、
(4) C4H8(g) = C4H6(g) + H2(g)
开始:n/mol 1 0 0
平衡:neq/mol 1-xA xA xA
平衡:∑neq=[(1-xA)+xA+xA+15]=(16+xA)mol
代入p=202.65kpa,解得,C4H8(g)的平衡转化率xA=0.389
解析
步骤 1：计算反应的△rHm和△rSm
根据反应方程式C4H8(g) = C4H6(g) + H2(g)，计算反应的△rHm和△rSm。
△rHm = △fHm(C4H6) + △fHm(H2) - △fHm(C4H8)
△rSm = Sm(C4H6) + Sm(H2) - Sm(C4H8)
步骤 2：计算反应在298K的△rGm和K
根据△rGm = △rHm - T△rSm，计算反应在298K的△rGm。
根据△rGm = -RTlnK，计算反应在298K的K。
步骤 3：计算反应在830K的K
根据△rHm不随温度变化，使用△rGm = △rHm - T△rSm，计算反应在830K的△rGm。
根据△rGm = -RTlnK，计算反应在830K的K。
步骤 4：计算C4H8(g)的平衡转化率
根据反应方程式C4H8(g) = C4H6(g) + H2(g)，计算C4H8(g)的平衡转化率。
根据反应方程式C4H8(g) = C4H6(g) + H2(g)，计算反应的△rHm和△rSm。
△rHm = △fHm(C4H6) + △fHm(H2) - △fHm(C4H8)
△rSm = Sm(C4H6) + Sm(H2) - Sm(C4H8)
步骤 2：计算反应在298K的△rGm和K
根据△rGm = △rHm - T△rSm，计算反应在298K的△rGm。
根据△rGm = -RTlnK，计算反应在298K的K。
步骤 3：计算反应在830K的K
根据△rHm不随温度变化，使用△rGm = △rHm - T△rSm，计算反应在830K的△rGm。
根据△rGm = -RTlnK，计算反应在830K的K。
步骤 4：计算C4H8(g)的平衡转化率
根据反应方程式C4H8(g) = C4H6(g) + H2(g)，计算C4H8(g)的平衡转化率。