题目
在1000K,反应_(z)+2(H)_(2)(g)=C(H)_(4)(g)的标准摩尔反应焓_(z)+2(H)_(2)(g)=C(H)_(4)(g)与温度无关,_(z)+2(H)_(2)(g)=C(H)_(4)(g)(1) 该反应在1200K、500kPa下,由H2(g)与C(石)开始反应,平衡时系统中H2(g)的分压为多少?(2) 在上述平衡系统中,恒温恒容下充入惰性气体,平衡将如何移动?为什么?
在1000K,反应
的标准摩尔反应焓
与温度无关,
(1) 该反应在1200K、500kPa下,由H2(g)与C(石)开始反应,平衡时系统中H2(g)的分压为
多少?
(2) 在上述平衡系统中,恒温恒容下充入惰性气体,平衡将如何移动?为什么?
题目解答
答案
解: (1)
又 
解之 
解之 
设平衡系统中H2的量分数为x ,则CH4为1-x
解之 
(2) 不移动
∵ 
∴ 
,
不变
∴ 
。
解析
步骤 1：计算1000K时的平衡常数
根据给定的${\Delta }_{r}{G}_{m}^{9}$和${\Delta }_{r}{H}_{m}^{9}$，可以计算出1000K时的平衡常数${K}_{1000K}^{9}$。使用公式${\Delta }_{r}{G}_{m}^{9}=-RT\ln K$，其中$R$是气体常数，$T$是温度，$K$是平衡常数。
步骤 2：计算1200K时的平衡常数
利用${\Delta }_{r}{H}_{m}^{9}$与温度无关的性质，通过范特霍夫方程计算1200K时的平衡常数${K}_{1200K}^{9}$。
步骤 3：计算平衡时H2(g)的分压
根据平衡常数${K}_{1200K}^{9}$，利用反应物和生成物的分压关系，计算平衡时H2(g)的分压。
步骤 4：分析恒温恒容下充入惰性气体对平衡的影响
根据勒夏特列原理，分析恒温恒容下充入惰性气体对平衡的影响。
根据给定的${\Delta }_{r}{G}_{m}^{9}$和${\Delta }_{r}{H}_{m}^{9}$，可以计算出1000K时的平衡常数${K}_{1000K}^{9}$。使用公式${\Delta }_{r}{G}_{m}^{9}=-RT\ln K$，其中$R$是气体常数，$T$是温度，$K$是平衡常数。
步骤 2：计算1200K时的平衡常数
利用${\Delta }_{r}{H}_{m}^{9}$与温度无关的性质，通过范特霍夫方程计算1200K时的平衡常数${K}_{1200K}^{9}$。
步骤 3：计算平衡时H2(g)的分压
根据平衡常数${K}_{1200K}^{9}$，利用反应物和生成物的分压关系，计算平衡时H2(g)的分压。
步骤 4：分析恒温恒容下充入惰性气体对平衡的影响
根据勒夏特列原理，分析恒温恒容下充入惰性气体对平衡的影响。