Тема . МКТ. Газовые законы

.04 Газовые смеси

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела мкт. газовые законы
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#29390

В цилиндре под поршнем находятся газы X2   и Y2   и соединение X2Y  . В системе протекает химическая реакция 2X2 +  Y2 ↔ 2X2Y  . В равновесном состоянии (когда скорости химической реакции в прямом и обратном направлениях равны) при давлении p  система занимала объём V  , а количества веществ X2   , Y2   и X2Y  были равны ν1   , ν2   и ν3   соответственно. Давление на систему изменили на малую величину Δp  . Найдите изменения объёма системы ΔV  и количеств веществ Δ ν1   , Δ ν2   , Δ ν3   после установления нового равновесия. Температура всё время поддерживается постоянной.

Примечание. Известно, что скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций νi∕V  реагирующих веществ. Соответственно, скорости прямой и обратной реакций пропорциональны (ν1)2
  V   (ν2)
  V  и (ν3)2
 V   . Коэффициенты пропорциональности могут быть разными, но зависят только от температуры. Газы можно считать идеальными.

Источники: Всеросс., 2005, ОЭ, 11

Показать ответ и решение

Пусть к моменту установления нового равновесного состояния в прямом направлении произошло на NAx  реакция больше, чем в обратном, тогда

Δν1 =  − 2x,  Δ ν2 = − x,  Δ ν3 = 2x

   Δ ν = Δ ν1 + Δ ν2 + Δ ν3 = − x
Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона для равновесных состояний:
pV =  (ν  + ν  + ν )RT,    (p + Δp )(V + ΔV ) = (ν  + ν +  ν − x )RT
        1   2    3                               1    2    3
Решая эти уравнения с учетом малости изменений параметров, получим
Δp    ΔV            x
-p-+  -V--=  − ν-+--ν-+-ν--
                1    2   3
Теперь выведем второе уравнение для нахождения ΔV ∕V  и x  . Величина
(ν1∕V)2 (ν2∕V)
----------2----
   (ν3∕V )
пропорциональна отношению скоростей реакции и зависит только от температуры, следовательно, она одинакова в обоих равновесных состояниях:
    ν21ν2    (ν1 + Δ ν1)2(ν2 + Δ ν2)
    --2--=  ----------2------------
    ν3V     (ν3 + Δ ν3) (V + ΔV  )
          ΔV--     Δν1-   Δν2-    Δ-ν3
отк уда    V   = 2 ν1  +   ν2 −  2 ν3 .
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!