Bài 4

Một bình dung tích 5,0 dm

^3

chứa etan ở 300 K và 101,325 kPa được hàn kín rồi nung nóng. Áp suất đo được: ở 300 K: 101,3 kPa (lí thuyết

p'=101{,}3

kPa); ở 500 K: 169,8 kPa (

p'=168{,}7

kPa); ở 800 K: 276,1 kPa (

p'=269{,}9

kPa); ở 1000 K: 500,7 kPa (

p'=337{,}4

kPa). (a) Giải thích vì sao ở nhiệt độ cao áp suất đo được lớn hơn

p'

và viết phương trình phản ứng. (b) Tính độ chuyển hóa

\alpha

và hằng số cân bằng

K_p

ở 800 K và 1000 K. (c) Dùng phương trình van 't Hoff

\ln(K_{p,2}/K_{p,1}) = -\frac{\Delta H^\circ}{R}\left(\frac{1}{T_2}-\frac{1}{T_1}\right)

tính biến thiên entanpi trung bình

\Delta H^\circ

trong khoảng 800–1000 K. (

R = 8{,}314

J mol

^{-1}

^{-1}

)

Bước 2/4: Tính độ chuyển hóa ở 800 K và 1000 K

\alpha_{800} = \dfrac{276.11 - 269.93}{269.93} = 0.023; \quad \alpha_{1000} = \dfrac{500.75 - 337.41}{337.41} = 0.484

Phân tích

Ở 800 K chỉ 2,3 % etan bị đề hiđro hóa, nhưng ở 1000 K độ chuyển hóa tăng vọt lên 48,4 %.