Материал: Лекции по термодинамике неравновесных систем. Пармон

4.9. (3 / 4–02). Могут ли возникнуть осцилляции по интермедиатам при протекании брутто-реакции А + 4 С → 2 В, осуществляющейся по схеме

А + Х 3 X,

X + 2 С B,

где X – интермедиат? Реакция протекает при температуре 300 К; сродство брутто-реакции 20 кДж / моль. Ответ аргументируйте.

4.10. (3 / 1–99). Могут ли возникнуть осцилляции при протекании брутто-реакции А → В, осуществляющейся по схеме

А X,

X + A + B Y + 2 B,

Y + A X + B,

где X и Y – интермедиаты? Реакция протекает при температуре 300 К; сродство брутто-реакции 20 кДж / моль.

4.11. (3 / 4–00). Могут ли возникнуть осцилляции или иные виды неустойчивости по интермедиатам при протекании автокаталитической брутто-реакции А + 2 В → 3 В, осуществляющейся по схеме

А X,

X + 2 B 3 B,

где X – интермедиат? Реакция протекает при температуре 300 К; сродство брутто-реакции 20 кДж / моль. Ответ аргументируйте.

4.12. (16.19.) Могут ли возникнуть осцилляции по интермедиатам при протекании брутто-реакции А → В, осуществляющейся по схеме

А X,

X + A + B Y + 2 B,

Y + A X + B,

271

где X и Y – интермедиаты? Реакция протекает при температуре 300 К; сродство брутто-реакции 20 кДж / моль.

Ответ. Не могут.

4.13. (3 / 9–02). Могут ли возникнуть осцилляции при протекании брутто-реакции А → В, осуществляющейся по схеме

А X,

X Y,

Х + Y + A 2 X + B,

где X и Y – интермедиаты? Реакция протекает при температуре 300 К; сродство брутто-реакции: а) 2 кДж / моль; б) 20 кДж / моль.

4.14. (16.21.) Могут ли возникнуть осцилляции по интермедиатам при протекании брутто-реакции А → В, осуществляющейся по схеме

А X,

X + A Y + B,

Х + Y + A 2 X + B,

где X и Y – интермедиаты? Реакция протекает при температуре 300 К; сродство брутто-реакции: а) 2 кДж / моль; б) 20 кДж / моль.

Ответ. В ситуации а – не могут, в ситуации б – могут.

4.15. (3 / 13–02). Могут ли возникнуть осцилляции при протекании брутто-реакции А → В, осуществляющейся по схеме

А X + Y,

Х+ Y + A 2 X + B,

где X и Y – интермедиаты? Реакция протекает при температуре 300 К; сродство брутто-реакции: а) 2 кДж / моль; б) 20 кДж / моль.

272

5.Фазовое состояние интермедиатов брутто-реакций

5.1.(7 / Э–98). Превращение аморфного углерода в графит происходит на частицах железного катализатора через промежуточное растворение углерода в железе и его последующую выкристаллизацию в виде графита, причем последний процесс является лимитирующим, т. е. кинетически необратимым. Найти, в каком состоянии (жидком или твердом) будет частица катализатора в ходе каталитической реакции при температурах 800, 1000, 1200, 1400 К, если известно, что чистое железо плавится при 1820 К, точка эвтектики раствора углерода в железе при его равновесии с графитом соответствует 1420 К и мольной доле растворенного графита 0.17, а химический потенциал аморфного углерода при обсуждаемых температурах превышает химический потенциал графита на

12кДж / моль. Раствор углерода в железе считать идеальным.

5.2.(16.22.) Могут ли образовываться углеродные отложения (кокс) в ходе стационарного протекания каталитической брутто-реакции

СН4 + H2O CO + 3 H2,

где C1 – углерод-содержащий интермедиат, способный кристаллизоваться с образованием графита? Условия проведения процесса: температура 1000 К, р(СН4) = р(СО) = 1 бар,

р(Н2О) = 10 бар, р(Н2) = 3 бар.

Из справочников известно следующее:

273

Рассмотреть отдельно ситуации, когда скорость-лими- тирующей стадией является: а) реакция (1); б) реакция (2).

Ответ. В ситуации а – нет, в ситуации б – да.

5.3. (5 / 9–02). Могут ли образовываться углеродные отложения (кокс в виде графита) в ходе стационарного протекания каталитической брутто-реакции

СН4 + 2 H2O CO2 + 4 H2;

осуществляющейся по механизму

где C1 – углерод-содержащий интермедиат, способный кристаллизоваться с образованием графита? Условия проведения процесса: температура 800 К, р(СН4) = р(СО2) = 0,5 бар,

р(Н2О) = 1 бар, р(Н2) = 3 бар.

Из справочников известно следующее:

Рассмотреть отдельно ситуации, когда скорость-лими- тирующей стадией является: а) реакция (1); б) реакция (2).

5.4. (5 / 13–02). Могут ли образовываться углеродные отложения (кокс в виде графита) в ходе стационарного протекания каталитической брутто-реакции

СН4 + 2 H2O CO2 + 4 H2,

осуществляющейся по механизму

274