题目
反应C2H4(g) + H2O(g) = C2H5OH(g),已知298.15K下数据:(1). 求算298K时反应的标准平衡常数K;(2). 求298K,100kPa下乙烯的平衡转化率(设CH与HO初始物质的量均为1mol);(3). 设△H与温度无关,计算373K时的K。
反应C2H4(g) + H2O(g) = C2H5OH(g),已知298.15K下数据:
(1). 求算298K时反应的标准平衡常数K;
(2). 求298K,100kPa下乙烯的平衡转化率(设CH与HO初始物质的量均为1mol);
(3). 设△H与温度无关,计算373K时的K。
题目解答
答案
解:(1). 由表中数据可得:
由
可得:
(2). 设反应的转化率为
. 
平衡时物质总量为 (1 - + 1 - + ) mol = (2 - ) mol
可求得 = 0.809
(3). 由
可得:
解析
步骤 1：计算反应的标准摩尔生成焓变
根据题目给出的数据，计算反应的标准摩尔生成焓变（ΔrHm^0）。
步骤 2：计算反应的标准摩尔熵变
根据题目给出的数据，计算反应的标准摩尔熵变（ΔrSm^0）。
步骤 3：计算反应的标准摩尔吉布斯自由能变
根据ΔrGm^0 = ΔrHm^0 - TΔrSm^0，计算反应的标准摩尔吉布斯自由能变（ΔrGm^0）。
步骤 4：计算标准平衡常数K
根据ΔrGm^0 = -RTlnK，计算标准平衡常数K。
步骤 5：计算乙烯的平衡转化率
根据平衡时各物质的分压和标准平衡常数K，计算乙烯的平衡转化率。
步骤 6：计算373K时的K
根据ΔrHm^0与温度无关，利用范特霍夫方程计算373K时的K。
根据题目给出的数据，计算反应的标准摩尔生成焓变（ΔrHm^0）。
步骤 2：计算反应的标准摩尔熵变
根据题目给出的数据，计算反应的标准摩尔熵变（ΔrSm^0）。
步骤 3：计算反应的标准摩尔吉布斯自由能变
根据ΔrGm^0 = ΔrHm^0 - TΔrSm^0，计算反应的标准摩尔吉布斯自由能变（ΔrGm^0）。
步骤 4：计算标准平衡常数K
根据ΔrGm^0 = -RTlnK，计算标准平衡常数K。
步骤 5：计算乙烯的平衡转化率
根据平衡时各物质的分压和标准平衡常数K，计算乙烯的平衡转化率。
步骤 6：计算373K时的K
根据ΔrHm^0与温度无关，利用范特霍夫方程计算373K时的K。