Содержание
Исходная смесь для окисления хлористого водорода содержит в %(об.): НСl — 35,5; воздуха — 64,5. Процесс окисления
Исходная смесь для окисления хлористого водорода содержит в %(об.): НСl — 35,5; воздуха — 64,5. Процесс окисления протекает при Р = 105 Па (1 ат) и t = 370°С на окисном хромовом катализаторе. По окончании реакции в газе содержится 13,2% Сl2. Рассчитать равновесный состав газовой смеси и значение константы равновесия.
Решение.
Окисление хлористого водорода в присутствии катализаторов используется с целью утилизации отходящих газов после хлорирования органических веществ. Газы, полученные при окислении НСl, содержат хлор, который можно использовать как исходирлй реагент многих органических синтезов. Реакция окисления хлористого водорода может быть представлена уравнением: 4НС1 + O2 = 2Сl2 + 2Н2О
Согласно условию, исходная смесь содержит в % (об.): НСl — 35,5; O2 — 64,5 • 0,21 = 13,5; N2 — 64,5 • 0,79 = 51,0.
В момент равновесия в 1 моль окисленной смеси будет содержаться: Сl2 —0,132 моль; Н2О — 0,132 моль; НСl + N2 + О2 – 1- 0,264 == 0,736 моль.
Процесс идет с уменьшением объема. Для получения 1 моль равновесной смеси количество исходной смеси составит: 0,736 моль, приходящихся на долю НСl, О2 и N2 + количество НСl и О2, израсходованных на образование 0,132 моль Сl2 и 0,132 моль Н2О.
Таким образом:
НСl 0,264 моль
О2 0,264/4 = 0,066 моль
Итого: 0,330 моль т. е. количество исходной смеси составит:
0,736 + 0,330 = 1,066 моль
в том числе:
НС1 1,066 • 0,355 = 0,379
О2 1,066 • 0,135 = 0,144
N2 1,066 • 0,510 = 0,543
В момент равновесия в смеси содержится (в моль):
НС1 0,379 — 0,264 = 0,115
О2 0,144 — 0,066 = 0,078
N2 0,543
Сl2 0,132
H2O 0,132
Парциальные давления компонентов смеси в момент равновесия:
РН2О = РСl2 = 105 • 0,132 == 0,132 • 105 Па (0,132 ат)
PО2 = 105 • 0,078 = 0,078 • 105= Па (0,078 ат)
pHCl =105 • 0,115 = 0,115 • 105 Па (0,115 ат)
Значение константы равновесия I
Kp = (p2 Сl2 p2 H2O)/pHCl pO2 = (1010 • 0,1322 • 0,1322 • 1010)/(1020 • 0,1154 • 0,078 • 105) = 22,4 • 105 Па (22,4 ат).
Вид работы: 
