Məzmuna keç
Kimya Dəftəri

Kimyəvi Tarazlıq II

  • Bütün suallar beş cavab variantından (A–E) ibarətdir. Hər sualın yalnız bir düzgün cavabı var.
  • Bütün qazları ideal qəbul edin.
  • Tarazlıq sabitləri vahidsizdir. Standart təzyiq p∘=1 barp^\circ=1\ \mathrm{bar}, standart qatılıq isə c∘=1 mol L−1c^\circ=1\ \mathrm{mol\,L^{-1}} qəbul edilir.
  • Hesablamalarda müvafiq olaraq R=8.314 J mol−1K−1R=8.314\ \mathrm{J\,mol^{-1}K^{-1}} və ya R=0.08314 L bar mol−1K−1R=0.08314\ \mathrm{L\,bar\,mol^{-1}K^{-1}} istifadə edin.
Məsələ 1Asan

Tarazlıq sabitinin hesablanması

Aşağıdakı reaksiya üçün:

H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)\mathrm{H_2(g)+I_2(g)\rightleftharpoons 2HI(g)}

Tarazlıqda qazların parsial təzyiqləri müvafiq olaraq pH2=0.50 barp_{\mathrm{H_2}}=0.50\ \mathrm{bar}, pI2=0.20 barp_{\mathrm{I_2}}=0.20\ \mathrm{bar} və pHI=1.00 barp_{\mathrm{HI}}=1.00\ \mathrm{bar} təşkil edir.

KpK_p tarazlıq sabitini hesablayın.

A) 5.00

B) 10.0

C) 20.0

D) 2.00

E) 40.0

Həlli göstərHəlli gizlət

Düzgün cavab: B) 10.0

Kp=pHI2pH2pI2K_p=\frac{p_{\mathrm{HI}}^2}{p_{\mathrm{H_2}}p_{\mathrm{I_2}}} Kp=1.0020.50×0.20K_p=\frac{1.00^2}{0.50\times0.20} Kp=10.0\boxed{K_p=10.0}
Məsələ 2Asan

Parçalanma dərəcəsi

Başlanğıcda bir qaba 1.00 mol saf N₂O₄ qazı daxil edilir.

N2O4(g)⇌2NO2(g)\mathrm{N_2O_4(g)\rightleftharpoons 2NO_2(g)}

Tarazlıqda N₂O₄-ün 20.0%-i parçalanmışdır və qaz qarışığının ümumi təzyiqi 3.00 bar təşkil edir.

KpK_p tarazlıq sabitini hesablayın.

A) 0.250

B) 1.00

C) 2.00

D) 0.500

E) 0.125

Həlli göstərHəlli gizlət

Düzgün cavab: D) 0.500

Tarazlıqda maddə miqdarları:

nN2O4=0.800 moln_{\mathrm{N_2O_4}}=0.800\ \mathrm{mol} nNO2=0.400 moln_{\mathrm{NO_2}}=0.400\ \mathrm{mol} nu¨mumi=1.200 moln_{\mathrm{ümumi}}=1.200\ \mathrm{mol}

Parsial təzyiqlər:

pN2O4=2.00 barp_{\mathrm{N_2O_4}}=2.00\ \mathrm{bar} pNO2=1.00 barp_{\mathrm{NO_2}}=1.00\ \mathrm{bar}

Beləliklə:

Kp=1.0022.00K_p=\frac{1.00^2}{2.00} Kp=0.500\boxed{K_p=0.500}
Məsələ 3Asan

Kc tarazlıq sabitinin hesablanması

Həcmi 10.0 L olan qaba 2.00 mol PCl₅ daxil edilir. Maddə aşağıdakı reaksiya üzrə parçalanır:

PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g)\mathrm{PCl_5(g)\rightleftharpoons PCl_3(g)+Cl_2(g)}

Tarazlıqda PCl₃-ün maddə miqdarı 0.500 mol təşkil edir.

KcK_c tarazlıq sabitini hesablayın.

A) 0.0167

B) 0.00833

C) 0.0333

D) 0.0500

E) 0.100

Həlli göstərHəlli gizlət

Düzgün cavab: A) 0.0167

Tarazlıq qatılıqları:

[PCl5]=0.150 M[\mathrm{PCl_5}]=0.150\ \mathrm M [PCl3]=[Cl2]=0.0500 M[\mathrm{PCl_3}]=[\mathrm{Cl_2}]=0.0500\ \mathrm M

Beləliklə:

Kc=0.050020.150K_c=\frac{0.0500^2}{0.150} Kc=0.0167\boxed{K_c=0.0167}
Məsələ 4Asan

Kp və Kc arasındakı əlaqə

Aşağıdakı reaksiyaya baxın:

CO(g)+Cl2(g)⇌COCl2(g)\mathrm{CO(g)+Cl_2(g)\rightleftharpoons COCl_2(g)}

300 K temperaturda qatılıqla ifadə olunan tarazlıq sabiti Kc=2.00K_c=2.00 təşkil edir.

KpK_p tarazlıq sabitini hesablayın.

A) 2.00

B) 0.0401

C) 49.9

D) 0.160

E) 0.0802

Həlli göstərHəlli gizlət

Düzgün cavab: E) 0.0802

Δn=1−2=−1\Delta n=1-2=-1

Standart hal şərtləri nəzərə alınmaqla:

Kp=Kc(RT)ΔnK_p=K_c(RT)^{\Delta n} Kp=2.000.08314×300K_p=\frac{2.00}{0.08314\times300} Kp=0.0802\boxed{K_p=0.0802}
Məsələ 5Asan

Parsial təzyiq

Başlanğıcda bir qabda 2.00 mol SO₂ və 1.00 mol O₂ vardır.

2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)\mathrm{2SO_2(g)+O_2(g)\rightleftharpoons 2SO_3(g)}

Tarazlıqda başlanğıc SO₂ miqdarının 60.0%-i reaksiyaya daxil olmuşdur.

Qaz qarışığının ümumi tarazlıq təzyiqi 6.00 bar olarsa, SO₃-ün parsial təzyiqini hesablayın.

A) 1.00 bar

B) 2.00 bar

C) 3.00 bar

D) 4.00 bar

E) 5.00 bar

Həlli göstərHəlli gizlət

Düzgün cavab: C) 3.00 bar

Tarazlıqda maddə miqdarları:

nSO2=0.800 moln_{\mathrm{SO_2}}=0.800\ \mathrm{mol} nO2=0.400 moln_{\mathrm{O_2}}=0.400\ \mathrm{mol} nSO3=1.200 moln_{\mathrm{SO_3}}=1.200\ \mathrm{mol}

Ümumi maddə miqdarı:

nu¨mumi=2.400 moln_{\mathrm{ümumi}}=2.400\ \mathrm{mol}

Dalton qanununa əsasən:

pSO3=1.2002.400×6.00p_{\mathrm{SO_3}}=\frac{1.200}{2.400}\times6.00 pSO3=3.00 bar\boxed{p_{\mathrm{SO_3}}=3.00\ \mathrm{bar}}
Məsələ 6Asan

Təzyiqin dəyişməsinə əsasən parçalanma dərəcəsi

Sabit həcmli qabda başlanğıcda yalnız A qazı vardır və onun təzyiqi 1.00 bar təşkil edir.

Reaksiya aşağıdakı kimidir:

A(g)⇌2B(g)\mathrm{A(g)\rightleftharpoons 2B(g)}

Sabit temperatur və həcmdə tarazlıq yarandıqdan sonra ümumi təzyiq 1.40 bar olur.

A qazının neçə faizinin parçalandığını hesablayın.

A) 40.0%

B) 20.0%

C) 60.0%

D) 30.0%

E) 50.0%

Həlli göstərHəlli gizlət

Düzgün cavab: A) 40.0%

Bu reaksiya üçün:

Ptarazlıq=P0(1+α)P_{\mathrm{tarazlıq}}=P_0(1+\alpha)

Buradan:

α=1.401.00−1\alpha=\frac{1.40}{1.00}-1 α=0.400\alpha=0.400 40.0%\boxed{40.0\%}
Məsələ 7Asan

Tarazlıq qatılıqları

Aşağıdakı qaz fazası reaksiyası üçün:

A(g)+B(g)⇌C(g)\mathrm{A(g)+B(g)\rightleftharpoons C(g)}

Başlanğıc qatılıqları:

[A]0=[B]0=1.00 M[A]_0=[B]_0=1.00\ \mathrm M

Başlanğıcda C maddəsi yoxdur.

Tarazlıqda C maddəsinin qatılığı 0.400 M təşkil edir.

KcK_c tarazlıq sabitini hesablayın.

A) 0.667

B) 1.67

C) 2.50

D) 0.444

E) 1.11

Həlli göstərHəlli gizlət

Düzgün cavab: E) 1.11

Tarazlıqda:

[A]=[B]=0.600 M[A]=[B]=0.600\ \mathrm M [C]=0.400 M[C]=0.400\ \mathrm M

Beləliklə:

Kc=0.4000.6002K_c=\frac{0.400}{0.600^2} Kc=1.11\boxed{K_c=1.11}
Məsələ 8Asan

Gibbs enerjisi və kimyəvi tarazlıq

300 K temperaturda qaz fazasında gedən müəyyən bir reaksiyanın tarazlıq sabiti:

Kp=10.0K_p=10.0

Reaksiyanın standart Gibbs enerjisi dəyişməsini hesablayın.

A) +5.74 kJ mol⁻¹

B) −11.49 kJ mol⁻¹

C) −5.74 kJ mol⁻¹

D) 0 kJ mol⁻¹

E) +11.49 kJ mol⁻¹

Həlli göstərHəlli gizlət

Düzgün cavab: C) −5.74 kJ mol⁻¹

ΔrG∘=−RTln⁡Kp\Delta_rG^\circ=-RT\ln K_p ΔrG∘=−8.314×300×ln⁡(10)\Delta_rG^\circ=-8.314\times300\times\ln(10) ΔrG∘=−5.74 kJ mol−1\boxed{\Delta_rG^\circ=-5.74\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}}
Məsələ 9Asan

Tarazlıq sabitinin temperaturdan asılılığı

Qaz fazasında gedən müəyyən bir reaksiya üçün:

Kp,300=2.00K_{p,300}=2.00

Reaksiyanın standart entalpiya dəyişməsi:

ΔrH∘=+6.92 kJ mol−1\Delta_rH^\circ=+6.92\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}

Reaksiyanın entalpiya dəyişməsinin temperaturdan asılı olmadığını qəbul edərək, 400 K temperaturda tarazlıq sabitini hesablayın.

A) 2.00

B) 4.00

C) 1.00

D) 8.00

E) 3.00

Həlli göstərHəlli gizlət

Düzgün cavab: B) 4.00

Van't Hoff tənliyindən istifadə edirik:

ln⁡(Kp,400Kp,300)=ΔrH∘R(1300−1400)\ln\left(\frac{K_{p,400}}{K_{p,300}}\right) = \frac{\Delta_rH^\circ}{R} \left(\frac{1}{300}-\frac{1}{400}\right)

Qiymətləri yerinə qoyaq:

ln⁡(Kp,4002.00)=69208.314(1300−1400)\ln\left(\frac{K_{p,400}}{2.00}\right) = \frac{6920}{8.314} \left(\frac{1}{300}-\frac{1}{400}\right) ln⁡(Kp,4002.00)≈0.693\ln\left(\frac{K_{p,400}}{2.00}\right)\approx0.693

Beləliklə:

Kp,400≈4.00\boxed{K_{p,400}\approx4.00}
Məsələ 10Asan

Tarazlıq tərkibinin hesablanması

Başlanğıcda bir qabda 1.00 mol saf A qazı vardır.

A(g)⇌B(g)\mathrm{A(g)\rightleftharpoons B(g)}

Tarazlıqda ümumi təzyiq 2.00 bar, tarazlıq sabiti isə Kp=3.00K_p=3.00 təşkil edir.

B qazının tarazlıq parsial təzyiqini hesablayın.

A) 1.00 bar

B) 1.25 bar

C) 0.500 bar

D) 1.50 bar

E) 1.75 bar

Həlli göstərHəlli gizlət

Düzgün cavab: D) 1.50 bar

Kp=pBpA=3.00K_p=\frac{p_B}{p_A}=3.00

Deməli:

pB=3pAp_B=3p_A

Dalton qanununa əsasən:

pA+pB=2.00p_A+p_B=2.00 4pA=2.004p_A=2.00

Buradan:

pA=0.500 barp_A=0.500\ \mathrm{bar} pB=1.50 bar\boxed{p_B=1.50\ \mathrm{bar}}
Məsələ 11Olimpiada

Tarazlıqdan sonra qaz qarışığının sıxılması

Sabit həcmli qaba başlanğıcda 4.00 mol A qazı və 1.00 mol helium daxil edilir. Qabda aşağıdakı reaksiya gedir:

2A(g)⇌B(g)+3C(g)2A(g)\rightleftharpoons B(g)+3C(g)

Sabit temperaturda başlanğıc ümumi təzyiq 2.00 bar təşkil edir. Tarazlıq yarandıqdan sonra ümumi təzyiq 3.00 bar-a qədər artır.

Daha sonra qaz qarışığı sabit temperaturda sıxılaraq qabın həcmi ilkin həcminin yarısına endirilir və yeni tarazlıq yaranır.

Helium reaksiyada iştirak etmir.

Yeni tarazlıqda C qazının mol payı neçə faiz təşkil edir?

A) 27.3%

B) 38.5%

C) 43.3%

D) 50.0%

E) 56.3%

Həlli göstərHəlli gizlət

Düzgün cavab: C) 43.3%

Reaksiyanın birinci mərhələdəki irəliləmə dərəcəsini xx ilə işarə edək.

Birinci tarazlıqda ümumi maddə miqdarı:

nu¨mumi=5+2xn_{\mathrm{ümumi}}=5+2x

Başlanğıc və tarazlıq təzyiqlərindən:

5+2x5=32\frac{5+2x}{5}=\frac{3}{2}

Buradan:

x=1.25x=1.25

Birinci tarazlıqda maddə miqdarları:

nA=1.50,nB=1.25,nC=3.75n_A=1.50,\quad n_B=1.25,\quad n_C=3.75

Parsial təzyiqlər:

pA=0.600,pB=0.500,pC=1.50 barp_A=0.600,\quad p_B=0.500,\quad p_C=1.50\ \mathrm{bar}

Tarazlıq sabiti:

Kp=pBpC3pA2K_p=\frac{p_Bp_C^3}{p_A^2} Kp=0.500(1.50)3(0.600)2=4.6875K_p=\frac{0.500(1.50)^3}{(0.600)^2}=4.6875

Sıxılmadan sonra temperatur dəyişmədiyi üçün tarazlıq sabiti də dəyişmir.

Yeni tarazlıqda reaksiyanın irəliləmə dərəcəsini ilkin tərkibə nəzərən yy ilə işarə edək.

Maddə miqdarları:

nA=4−2y,nB=y,nC=3yn_A=4-2y,\quad n_B=y,\quad n_C=3y

Həcm iki dəfə azaldığı üçün yeni şəraitdə bir mol qaza düşən təzyiq:

RTVyeni=0.800 bar mol−1\frac{RT}{V_{\mathrm{yeni}}}=0.800\ \mathrm{bar\,mol^{-1}}

Tarazlıq ifadəsində yerinə qoyaq:

4.6875=0.8002(27y4)(4−2y)24.6875=\frac{0.800^2(27y^4)}{(4-2y)^2}

Fiziki məna daşıyan kök:

y=1.01364y=1.01364

Beləliklə, C qazının mol payı:

xC=3y5+2yx_C=\frac{3y}{5+2y} xC=43.3%\boxed{x_C=43.3\%}
Məsələ 12Olimpiada

Qaz qarışığının molyar kütləsinə əsasən tarazlığın hesablanması

Bir qaba başlanğıcda 92.0 g N₂O₄ və 8.00 g helium daxil edilir.

350 K temperaturda aşağıdakı tarazlıq yaranır:

N2O4(g)⇌2NO2(g)\mathrm{N_2O_4(g)\rightleftharpoons 2NO_2(g)}

Tarazlıqda ümumi təzyiq 4.00 bar, qaz qarışığının təcrübi yolla müəyyən edilmiş orta molyar kütləsi isə 28.5714 g mol−128.5714\ \mathrm{g\,mol^{-1}} təşkil edir.

Daha sonra qarışıq sabit temperaturda sıxılır və yeni tarazlıqda ümumi təzyiq 8.00 bar olur.

Qabdan qaz çıxmadığını və başqa reaksiyaların getmədiyini qəbul edin.

Son tarazlıqda NO₂-nin mol payı neçə faiz təşkil edir?

A) 15.7%

B) 20.0%

C) 22.8%

D) 28.6%

E) 33.3%

Həlli göstərHəlli gizlət

Düzgün cavab: C) 22.8%

Başlanğıc maddə miqdarları:

nN2O4=1.00 moln_{\mathrm{N_2O_4}}=1.00\ \mathrm{mol} nHe=2.00 moln_{\mathrm{He}}=2.00\ \mathrm{mol}

Qarışığın ümumi kütləsi 100 g-dır. Birinci tarazlıqda ümumi maddə miqdarı:

nu¨mumi=10028.5714=3.50 moln_{\mathrm{ümumi}}=\frac{100}{28.5714}=3.50\ \mathrm{mol}

Parçalanma dərəcəsi:

α=0.500\alpha=0.500

Tarazlıqda maddə miqdarları:

nN2O4=0.500n_{\mathrm{N_2O_4}}=0.500 nNO2=1.00n_{\mathrm{NO_2}}=1.00 nHe=2.00n_{\mathrm{He}}=2.00

Tarazlıq tərkibi və ümumi təzyiqdən istifadə etməklə:

Kp=2.2857K_p=2.2857

8.00 bar təzyiqdə yaranan yeni tarazlıq üçün:

2.2857=8(2α)2(3+α)(1−α)2.2857=\frac{8(2\alpha)^2}{(3+\alpha)(1-\alpha)}

Tənliyi həll etdikdə:

α=0.38549\alpha=0.38549

Deməli:

xNO2=2α3+αx_{\mathrm{NO_2}}=\frac{2\alpha}{3+\alpha} xNO2=22.8%\boxed{x_{\mathrm{NO_2}}=22.8\%}
Məsələ 13Olimpiada

Termodinamik tarazlıq və inert qazın əlavə edilməsi

Aşağıdakı hipotetik qaz fazası reaksiyasına baxın:

A(g)+B(g)⇌2C(g)\mathrm{A(g)+B(g)\rightleftharpoons 2C(g)}

400 K temperaturda reaksiyanın standart Gibbs enerjisi dəyişməsi və standart entalpiya dəyişməsi müvafiq olaraq:

ΔrG400∘=+4.611 kJ mol−1\Delta_rG^\circ_{400}=+4.611\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}} ΔrH∘=+26.0 kJ mol−1\Delta_rH^\circ=+26.0\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}

Standart reaksiya entalpiyasının temperaturdan asılı olmadığını qəbul edin.

600 K temperaturda bir qaba aşağıdakı qazlar daxil edilir:

Başlanğıc maddə miqdarları:

  • A qazı: 2.00 mol
  • B qazı: 3.00 mol
  • C qazı: 1.00 mol
  • Helium: 1.00 mol

Sistemdə tarazlığın yaranması gözlənilir.

Daha sonra temperatur və ümumi təzyiq sabit saxlanılmaqla qaba əlavə helium daxil edilir. Heliumun əlavə edilməsi qazların ümumi maddə miqdarı helium əlavə edilməzdən dərhal əvvəlki qiymətinin düz iki mislinə çatana qədər davam etdirilir.

Son vəziyyətdə C qazının mol payı neçə faiz təşkil edir?

A) 10.0%

B) 16.7%

C) 20.0%

D) 28.6%

E) 40.0%

Həlli göstərHəlli gizlət

Düzgün cavab: C) 20.0%

Əvvəlcə 400 K temperaturda tarazlıq sabitini hesablayaq:

ΔrG∘=−RTln⁡Kp\Delta_rG^\circ=-RT\ln K_p Kp,400≈0.250K_{p,400}\approx0.250

Van't Hoff tənliyindən istifadə edək:

ln⁡(Kp,600Kp,400)=ΔrH∘R(1400−1600)\ln\left(\frac{K_{p,600}}{K_{p,400}}\right) = \frac{\Delta_rH^\circ}{R} \left(\frac{1}{400}-\frac{1}{600}\right)

Buradan:

Kp,600≈3.3856K_{p,600}\approx3.3856

Reaksiyanın irəliləmə dərəcəsini xx ilə işarə edək.

nA=2−x,nB=3−x,nC=1+2xn_A=2-x,\quad n_B=3-x,\quad n_C=1+2x

Qazların maddə miqdarlarının stexiometrik dəyişməsi sıfır olduğundan:

Δnqaz=0\Delta n_{\mathrm{qaz}}=0 3.3856=(1+2x)2(2−x)(3−x)3.3856=\frac{(1+2x)^2}{(2-x)(3-x)}

Fiziki məna daşıyan kök təqribən:

x=0.8991x=0.8991

Beləliklə:

nC≈2.798 moln_C\approx2.798\ \mathrm{mol}

Bu reaksiya üçün Δnqaz=0\Delta n_{\mathrm{qaz}}=0 olduğundan sabit temperatur və təzyiqdə helium əlavə edilməsi tarazlıqdakı reaksiyaya daxil olan qazların maddə miqdarları arasındakı nisbətləri dəyişmir.

Başlanğıc qarışığın ümumi maddə miqdarı 7.00 mol-dur. Helium əlavə edildikdən sonra:

nu¨mumi=14.00 moln_{\mathrm{ümumi}}=14.00\ \mathrm{mol} xC=2.79814.00x_C=\frac{2.798}{14.00} xC=20.0%\boxed{x_C=20.0\%}
Məsələ 14Olimpiada

Tarazlıq sabitinin ilkin məlumatlardan müəyyən edilməsi

Müəyyən bir temperaturda aşağıdakı tarazlıq yaranır:

N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)\mathrm{N_2(g)+3H_2(g)\rightleftharpoons 2NH_3(g)}

Başlanğıcda bir qabda 2.00 mol N₂, 6.00 mol H₂, 1.00 mol NH₃ və 1.00 mol helium vardır.

Tarazlıqda ümumi təzyiq 8.00 bar, NH₃-ün mol payı isə 0.400 təşkil edir.

Eyni temperaturda ikinci qaba başlanğıcda yalnız 2.00 mol NH₃ və 1.00 mol helium daxil edilir və tarazlığın yaranması gözlənilir.

İkinci qabın həcmi elə tənzimlənir ki, tarazlıqda başlanğıc NH₃ miqdarının düz 80.0%-i parçalanmış olsun.

İkinci qabda tarazlıq zamanı ümumi təzyiq neçə bar təşkil edir?

A) 0.401 bar

B) 0.803 bar

C) 1.25 bar

D) 3.21 bar

E) 8.00 bar

Həlli göstərHəlli gizlət

Düzgün cavab: B) 0.803 bar

Birinci qabda ammonyakın əmələgəlmə reaksiyasının irəliləmə dərəcəsini xx ilə işarə edək.

Tarazlıqda maddə miqdarları:

nN2=2−xn_{\mathrm{N_2}}=2-x nH2=6−3xn_{\mathrm{H_2}}=6-3x nNH3=1+2xn_{\mathrm{NH_3}}=1+2x nu¨mumi=10−2xn_{\mathrm{ümumi}}=10-2x

Ammonyakın mol payından:

1+2x10−2x=0.400\frac{1+2x}{10-2x}=0.400

Tənliyi həll etdikdə:

x=1514x=\frac{15}{14}

Tarazlıq sabiti:

Kp=pNH32pN2pH23K_p=\frac{p_{\mathrm{NH_3}}^2}{p_{\mathrm{N_2}}p_{\mathrm{H_2}}^3} Kp≈0.47465K_p\approx0.47465

İkinci qabda 2.00 mol NH₃-ün 80.0%-i parçalanır.

Tarazlıqda maddə miqdarları:

nNH3=0.400n_{\mathrm{NH_3}}=0.400 nN2=0.800n_{\mathrm{N_2}}=0.800 nH2=2.400n_{\mathrm{H_2}}=2.400 nHe=1.000n_{\mathrm{He}}=1.000

Ümumi maddə miqdarı:

nu¨mumi=4.600n_{\mathrm{ümumi}}=4.600

Müvafiq mol paylarını tarazlıq ifadəsində yerinə qoyaq:

0.47465=(0.400/4.600)2(0.800/4.600)(2.400/4.600)3Pu¨mumi20.47465= \frac{(0.400/4.600)^2} {(0.800/4.600)(2.400/4.600)^3P_{\mathrm{ümumi}}^2}

Tənliyi ümumi təzyiqə nəzərən həll etdikdə:

Pu¨mumi=0.803 bar\boxed{P_{\mathrm{ümumi}}=0.803\ \mathrm{bar}}
Məsələ 15Olimpiada

Təzyiq ölçmələrinə əsasən reaksiya entalpiyasının müəyyən edilməsi

Sabit həcmli qaba başlanğıcda 2.00 mol SO₃ və 1.00 mol helium daxil edilir.

Aşağıdakı tarazlıq yaranır:

2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g)\mathrm{2SO_3(g)\rightleftharpoons 2SO_2(g)+O_2(g)}

400 K temperaturda başlanğıc SO₃ miqdarının düz 20.0%-i parçalanmışdır və ümumi tarazlıq təzyiqi 3.00 bar təşkil edir.

Daha sonra həmin qapalı qab 500 K temperatura qədər qızdırılır. Yeni tarazlıq yarandıqdan sonra ümumi təzyiqin 4.336 bar olduğu müəyyən edilir.

Standart reaksiya entalpiyasının bu temperatur intervalında sabit olduğunu qəbul edin.

Reaksiya tənliyində göstərilən stexiometrik əmsallara uyğun standart entalpiya dəyişməsini hesablayın.

A) +49.4 kJ mol⁻¹

B) +79.1 kJ mol⁻¹

C) +98.8 kJ mol⁻¹

D) −98.8 kJ mol⁻¹

E) +123.5 kJ mol⁻¹

Həlli göstərHəlli gizlət

Düzgün cavab: C) +98.8 kJ mol⁻¹

400 K temperaturda tarazlıq maddə miqdarları:

nSO3=1.60n_{\mathrm{SO_3}}=1.60 nSO2=0.400n_{\mathrm{SO_2}}=0.400 nO2=0.200n_{\mathrm{O_2}}=0.200 nHe=1.00n_{\mathrm{He}}=1.00

Beləliklə:

nu¨mumi=3.20n_{\mathrm{ümumi}}=3.20

Tarazlıq sabiti:

Kp,400=pSO22pO2pSO32K_{p,400}= \frac{p_{\mathrm{SO_2}}^2p_{\mathrm{O_2}}} {p_{\mathrm{SO_3}}^2} Kp,400=0.01171875K_{p,400}=0.01171875

Həcm sabit olduğuna görə:

PnT=const\frac{P}{nT}=\mathrm{const}

500 K temperaturdakı təzyiqdən istifadə edərək:

nu¨mumi,500=3.20(4.3363.00)(400500)n_{\mathrm{ümumi},500} = 3.20\left(\frac{4.336}{3.00}\right) \left(\frac{400}{500}\right) nu¨mumi,500≈3.70 moln_{\mathrm{ümumi},500}\approx3.70\ \mathrm{mol}

Yeni tarazlıqda maddə miqdarları təqribən:

nSO3=0.600n_{\mathrm{SO_3}}=0.600 nSO2=1.400n_{\mathrm{SO_2}}=1.400 nO2=0.700n_{\mathrm{O_2}}=0.700 nHe=1.000n_{\mathrm{He}}=1.000

500 K temperaturda tarazlıq sabiti:

Kp,500=4.469K_{p,500}=4.469

Van't Hoff tənliyini tətbiq edək:

ln⁡(Kp,500Kp,400)=ΔrH∘R(1400−1500)\ln\left(\frac{K_{p,500}}{K_{p,400}}\right) = \frac{\Delta_rH^\circ}{R} \left(\frac{1}{400}-\frac{1}{500}\right)

Tənliyi həll etdikdə:

ΔrH∘≈+98.8 kJ mol−1\boxed{\Delta_rH^\circ\approx+98.8\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}}