Question

В равновесной газовой системе PCl5=PCl3+Cl2 при 250*С и 202,6кПа содержится 40,7% Cl2 по объёму. Вычислите парциальное давление PCl5

Answer 1

Дано:

P(смеси) = 202,6 кПа

φ(Cl₂) = 40,7% = 0,407

---------------------------------

Найти:

P(PCl₅) - ?

Решение:

1) Для начала мы запишем уравнение реакций то что известно из условия задачи:

PCl₅ → PCl₃ + Cl₂

2) По уравнению реакции количество вещества образовавшихся веществ у хлора и трихлорида фосфора к моменту равновесия будут равны:

n(Cl₂) = n(PCl₃)

3) Тогда по закону Авогадро объемы хлора и трихлорида фосфора к моменту равновесия будут тоже самое равны:

V(Cl₂) = V(PCl₃)

4) Объемные доли компонентов газовой смеси к моменту равновесия у образовавшихся веществ у хлора и трихлорида фосфора к моменту равновесия будут равны:

φ(Cl₂) = φ(PCl₃) = 0,407

5) Далее находим объемную долю у хлорид фосфора(V):

φ(PCl₅) = 1 - (φ(Cl₂) + φ(PCl₃)) = 1 - (0,407 + 0,407) = 1 - 0,814 = 0,186

6) Теперь находим парциальное давление PCl₅, по закону парциальных давлений величина парциального давления компонента газовой смеси пропорциональна его объемной доле:

P(PCl₅) = P(смеси) × φ(PCl₅) = 202,6 кПа × 0,186 = 37,6836 кПа ≈ 37,68 кПа

Ответ: P(PCl₅) = 37,68 кПа

Решено от : $DK954$

Answer 2

Для решения данной задачи используем идеальное газовое уравнение и давление как сумму парциальных давлений компонентов смеси. Уравнение химической реакции:

\[ \text{PCl}_5 \rightarrow \text{PCl}_3 + \text{Cl}_2 \]

Обозначим начальное количество молей PCl5 за \( n_0 \). По условию, после реакции 40,7% объема составляет Cl2, что означает, что Cl2 присутствует в количестве \( 0.407 \times n_0 \) молей. Также из уравнения реакции видно, что PCl3 будет присутствовать в таком же количестве, что и Cl2, а PCl5 уменьшится на это количество.

Таким образом, количество молей PCl5 после реакции будет \( n_0 - 0.407 \times n_0 = 0.593 \times n_0 \).

Обозначим \( P_{\text{PCl5}} \), \( P_{\text{PCl3}} \) и \( P_{\text{Cl2}} \) парциальные давления PCl5, PCl3 и Cl2 соответственно. Тогда, парциальные давления связаны с молярными долями компонентов смеси следующим образом:

\[ P_{\text{PCl5}} = \frac{n_{\text{PCl5}}}{n_{\text{total}}} \times P_{\text{total}} \] \[ P_{\text{PCl3}} = \frac{n_{\text{PCl3}}}{n_{\text{total}}} \times P_{\text{total}} \] \[ P_{\text{Cl2}} = \frac{n_{\text{Cl2}}}{n_{\text{total}}} \times P_{\text{total}} \]

где \( n_{\text{total}} \) - общее количество молей после реакции, а \( P_{\text{total}} \) - общее давление.

Теперь мы можем выразить \( P_{\text{PCl5}} \) через известные величины:

\[ P_{\text{PCl5}} = \frac{0.593 \times n_0}{0.593 \times n_0 + 0.407 \times n_0} \times 202.6 \, \text{kPa} \]

Упростим выражение:

\[ P_{\text{PCl5}} = \frac{0.593}{1} \times 202.6 \, \text{kPa} \]

Таким образом, парциальное давление \( P_{\text{PCl5}} \) равно \( 120.04 \, \text{kPa} \).