Контрольная: Тепловые эффекты химических реакций - текст контрольной. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Контрольная

Тепловые эффекты химических реакций

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Контрольная работа
Язык контрольной: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 254 kb, скачать бесплатно
Обойти Антиплагиат
Повысьте уникальность файла до 80-100% здесь.
Промокод referatbank - cкидка 20%!

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Самостоятельная работа № 1

Вариант № 8


1.Вывести аналитическую зависимость теплового эффекта (Дж) реакции от температуры Т:



Стандартный тепловой эффект и уравнение зависимости из приложения 1.

2.Вычислить тепловой эффект при температуре Т=500 К.

3.Построить графики зависимости:


и - в том интервале температур, для которого справедливо выведенное уравнение зависимости

4.Определить графически как при и сравнить полученный результат с рассчитанным по формуле


Решение.

Таблица 1

Вещество

, Дж/моль?К

Температурный интервал

-601,49

48,98

3,14

-11,44

298…3000

-241,8

30,0

10,71

0,33

298…2500

-924,6

46,99

102,85

-

298…541

-

78,98

13,85

-11,11

298…541

-

46,99

102,85

-

298…2500

-16,9

31,99

-89

-11,11

298…2500

81,3


-

-

-


Из данных, приведенных в таблице, получаем:


Проверяем


С учетом последнего выражения найдем интегрированием уравнения Кирхгофа в пределах от 298 до Т (Т  1000):


Результаты расчетов по уравнениям представлены в табл. 2.


Таблица 2

T, К

, Дж/К

, Дж/К

, Дж/К

, Дж

300

70,791

77,760

-6,969

81060

325

72,963

80,331

-7,368

80880

350

74,758

82,903

-8,145

80690

375

76,273

85,474

-9,201

80470

400

77,576

88,046

-10,47

80220

425

78,715

90,618

-11,903

79440

450

79,726

93,189

-14,74

79620

475

80,635

95,761

-15,126

79260

500

81,461

98,332

-16,871

78860

525

82,222

100,90

-18,678

78410

541

82,667

102,55

-19,883

77920


На рис. 1 и 2 представлено изменение ; и в зависимости от температуры, а также определение при Т1 = 310 К.

Строим графики зависимостей:




и



Определяем графически, как при и сравниваем полученный результат с рассчитанным по формуле



по модулю


Самостоятельная работа № 2

Вариант № 8


В таблице 1 для некоторого чистого вещества приведены молекулярная масса (кг/кмоль), плотности в твердом и жидком состояниях (и в кг/м3) при температуре трехфазного равновесия (тройная точка), и экспериментальные данные [2] по упругости паров над твердым и жидким веществом при разных температурах. Необходимо:

  1. по графикам зависимостей от или аналитически рассчитать численные значения постоянных коэффициентов в интегральных уравнениях Клаузиуса — Клапейрона



2) вычислить средние для исследованных интервалов температур теплоты испарения, возгонки и плавления; определить координаты тройной точки (параметры трехфазного равновесия);

3) вычислить величину , характеризующую наклон линии фазового равновесия "" в тройной точке;

4) построить диаграмму фазовых равновесий вещества;

5) вычислить температуру плавления вещества при заданном внешнем давлении Р (Па) и оценить нормальную температуру кипения;

6) рассчитать изменение внутренней энергии, энтальпии, свободных энергий Гиббса и Гельмгольца для процесса равновесной возгонки 1 моля вещества при температуре тройного равновесия.


Таблица 1

Вариант

Твёрдое состояние

Жидкое состояние

Условия


8

276,6

278,2

279,2

280,2

281,4

1413

1706

1879

2066

2372

277,2

279,2

281,4

283,2

285,2

288,7

1826

2082

2372

2626

2932

3279

;

;

;


Решение:

1. Интегрирование уравнения Клаузиуса — Клапейрона в предположении постоянства теплот испарения и возгонки , дает выражения:



потенцирование, которых приводит к зависимости в явном виде давлений насыщенных паров от температуры:



Графики линейных зависимостей от представлены на рис. 3 по данным, приведенным в табл. 5.

По положению прямых на рис. 3 возможно графическое определение постоянных А и В в уравнениях . После чего теплоты испарения и возгонки можно определить из соотношений: и . Такие расчеты связаны с ошибками из-за достаточно произвольного проведения прямых линий по экспериментальным точкам.

Для более точного аналитического расчета параметров уравнения Клаузиуса — Клапейрона воспользуемся методом наименьших квадратов. Постоянные А и В уравнения , где и , можно рассчитать из известных соотношений:


Таблица 5

Равновесие твёрдое вещество — газ

1

1413

7,2535

276,6

0,00361

1,300105

0,0261

1421

2

1706

7,4419

278,2

0,00359

1,288105

0,0267

1687

3

1879

7,5385

279,2

0,00358

1,281105

0,0271

1877

4

2066

7,6334

280,2

0,00356

1,267105

0,0274

2086

5

2372

7,7715

281,4

0,00355

1,260105

0,0279

2365

n = 5


37,6388


0,01789

6,396?10–5

0,1352



Равновесие жидкость — газ


i

1

1826

7,50988

277,2

0,00360

1,296105

0,0270

1836,324

2

2082

7,64108

279,2

0,00358

1,28110–5

0,0273

2071,554

3

2372

7,77148

281,4

0,00355

1,26010–5

0,0275

2360,579

4

2626

7,87321

283,2

0,00353

1,24610–5

0,0277

2622,843

5

2932

7,98344

285,2

0,00350

1,22510–5

0,0279

2943,963

6

3279

8,09529

288,7

0,00346

1,19710–5

0,0281

3589,551

n = 6


46,874


0,02122

7,51110–5

0,1655




где n — число измерений. При использовании данных таблицы получим:



2. Из полученных уравнений рассчитываем среднюю теплоту испарения и возгонки:


.


Теплоту плавления вещества в тройной точке найдем по закону Гесса:

Нпл = Нвозг – Нисп = 68716,04?38776,49=29939,55 Дж/моль.

3. Вычислим dT/dp в тройной точке из уравнения:



Координаты тройной точки определяем совместным решением уравнений:

Ттр.т = 281 К; Ртр.т = 2289,5 Н/м2.



4. На рис. 4 приведены кривые зависимостей давлений насыщенного пара от температуры для твердого и жидкого вещества, рассчитанные по уравнениям . Эти линии определяют параметры фазовых равновесий «тв  газ» и «ж  газ». При имеющейся информации линию фазовых равновесий «тв  ж» проводим с учетом углового коэффициента этой линии в тройной точке

,


который считается независящим от давления (температуры). Получается практически вертикальная линия с неуловимым наклоном вправо. На диаграмме представлены исходные экспериментальные данные.

5. Температуру плавления вещества при давлении вычислим по формуле:


Отсюда


Рис. 2. Температурная зависимость давлений насыщенного пара для твердого и жидкого вещества


Нормальную температуру кипения вещества оценим, подставив в уравнение . Получим


6. Изменение термодинамических функций для процесса равновесной возгонки 1 моля вещества при условиях трехфазного равновесия составят:

Энергии Гиббса

Энергии Гельмгольца

Энтальпии

Внутренней энергии



Самостоятельная работа № 3

Вариант № 8


  1. Выразить и через равновесное число молей продукта х, если исходные вещества А и В взяты в стехиометрических количествах при общем давлении равновесной газовой смеси Р и температуре Т, К;

  2. Рассчитать и при 300 К, если

  3. Вычислить равновесное количество вещества С при давлении в равновесной системе и рассчитайте степень превращения вещества А и В.


A + B = 3C


Решение:

А

В


1), что говорит о том, что смесь неравновесная



Равновесные парциальные давления определим по закону Дальтона:


;

;


где - общее давление. Закон действующих масс для данной реакции запишется так:



Константу находим из соотношения:



2) Расчет и при заданной температуре, давлении и известном значении х



3) При изменении давления изменяется параметр х, температура остаётся неизменной, значение не меняется.

молей


Равновесное количество вещества равно:


молей


Рассчитаем степень превращения веществ А и В:


, условие выполнено.



Самостоятельная работа №4

Вариант № 8


Гетерогенная реакция между веществами А и В (табл. 1) протекает при постоянной температуре Т;

  1. определите стандартное сродство веществ А и В при 298 К;

  2. вычислите константы равновесия и при температуре Т;

  3. определите количество прореагировавшего твёрдого вещества А, если объём системы V м3, а исходное давление газа В равно Р1, объёмом твердой фазы можно пренебречь;

4) определите изменение энергии Гиббса, для начала реакции, если исходное давление газообразных веществ В и С соответственно равны Р2 и Р3, реакция протекает при температуре Т, К идеально обратимо.


Таблица 1

Реакция

Т, К

Па

Па

Па

м3

773

10

705

800

2


Решение:




1) Вычисление стандартного сродства веществ А и В при 298 К;



2)Вычисление констант равновесия и при температуре 773 К.



Вещество

, Дж/моль?К

Температурный интервал

0

16,86

4,77

– 8,54

298…2500

0

31,46

3,39

– 3,77

298…3000

-110,53

28,41

4,10

– 0,46

298…2500

-

28,41

4,10

– 0,46

298…2500

-

48,32

8,16

12,31

298…2500

-9,47

– 19,91

–4,06

–12,77

298…2500



Константу равновесия можно найти из соотношения:



3)Определение количества прореагировавшего твёрдого углерода, если объём системы м3, а исходное давление газа равно

Па


, что говорит о том, что смесь неравновесная


2


,


Равновесные парциальные давления определим по закону Дальтона:


;

;


где - общее давление. Закон действующих масс для данной реакции запишется так:



С учетом того, что углерода расходуется в 2 раза больше, чем кислорода, то количество прореагировавшего углерода составит 0,005 молей.

4) Определение изменения энергии Гиббса для начала реакции



Самостоятельная работа № 5

Вариант 8


Зависимость константы равновесия реакции от температуры (табл. 9) выражается уравнением коэффициенты a, b, c и d приведены в табл. 1, давление выражено в Паскалях:

  1. определите константу равновесия реакции при Т, К;

  2. постройте график зависимости в интервале температур от (Т – 100) до (Т + 100) К;

  3. укажите, как изменяется константа равновесия при повышении температуры;

  4. определите тепловой эффект реакции при Т, К;

  5. сопоставьте тепловой эффект, вычисленный в п. 4, с тепловым эффектом, вычисленным по закону Кирхгофа при температуре Т, К;

  6. определите стандартное сродство реагирующих веществ при температуре Т, К.


Реакция (А)

К

Т, К

500


Таблица 1

a

b

c

d

– 4600

0,623

– 0,001 02

17,776


Решение:

1)Определение константы равновесия при 500 К.

Заменяем десятичный логарифм натуральным, для чего умножаем обе части уравнения на .


Подставляем значение Т в полученное уравнение:



2)Построение графика зависимости в интервале температур от 400 до 600 К;


400

7,489

475

9,724

550

10,558

425

8,156

500

9,747

575

10,908

450

8,747

525

10,173

600

11,228


3) Константа равновесия при повышении температуры увеличивается. Принимаем Т=1000К и повторяем расчет. Функция экспоненты в степени х является возрастающей, значит чем больше значение логарифма функции, тем больше сама функция.



4)Определение стандартного теплового эффекта при Т=500К


5)Сопоставление теплового эффекта, вычисленного в п. 4, с тепловым эффектом, вычисленным по закону Кирхгофа при температуре 500 К;

Сначала вычисляем стандартный тепловой эффект при 298 К.



Вычисление теплоёмкостей конечных и исходных продуктов реакции. Значения и взяты из приложения 1 методического пособия.



Небольшая разница возникает из-за погрешности вычисления.

6) Вычисление стандартного сродства веществ А и В при 500 К;



Самостоятельная работа №7

Вариант № 8


Вычислите константу равновесия Кр реакции при заданной температуре Т. Для расчета воспользоваться методом Темкина — Шварцмана и прил. 1 и 2.


Реакция

Т, К

400


Воспользуемся формулой:



Вещество

, Дж/моль?К

5,75

175,11

– 57,85

28,41

4,10

– 0,46

22,47

201,80

– 63,50

22,47

201,80

– 63,50

34,16

179,21

– 0,46

– 57,85

?11,69

22,59

– 0,46

– 5,65



1Авиация и космонавтика
2Архитектура и строительство
3Астрономия
 
4Безопасность жизнедеятельности
5Биология
 
6Военная кафедра, гражданская оборона
 
7География, экономическая география
8Геология и геодезия
9Государственное регулирование и налоги
 
10Естествознание
 
11Журналистика
 
12Законодательство и право
13Адвокатура
14Административное право
15Арбитражное процессуальное право
16Банковское право
17Государство и право
18Гражданское право и процесс
19Жилищное право
20Законодательство зарубежных стран
21Земельное право
22Конституционное право
23Конституционное право зарубежных стран
24Международное право
25Муниципальное право
26Налоговое право
27Римское право
28Семейное право
29Таможенное право
30Трудовое право
31Уголовное право и процесс
32Финансовое право
33Хозяйственное право
34Экологическое право
35Юриспруденция
36Иностранные языки
37Информатика, информационные технологии
38Базы данных
39Компьютерные сети
40Программирование
41Искусство и культура
42Краеведение
43Культурология
44Музыка
45История
46Биографии
47Историческая личность
 
48Литература
 
49Маркетинг и реклама
50Математика
51Медицина и здоровье
52Менеджмент
53Антикризисное управление
54Делопроизводство и документооборот
55Логистика
 
56Педагогика
57Политология
58Правоохранительные органы
59Криминалистика и криминология
60Прочее
61Психология
62Юридическая психология
 
63Радиоэлектроника
64Религия
 
65Сельское хозяйство и землепользование
66Социология
67Страхование
 
68Технологии
69Материаловедение
70Машиностроение
71Металлургия
72Транспорт
73Туризм
 
74Физика
75Физкультура и спорт
76Философия
 
77Химия
 
78Экология, охрана природы
79Экономика и финансы
80Анализ хозяйственной деятельности
81Банковское дело и кредитование
82Биржевое дело
83Бухгалтерский учет и аудит
84История экономических учений
85Международные отношения
86Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
87Финансы
88Ценные бумаги и фондовый рынок
89Экономика предприятия
90Экономико-математическое моделирование
91Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Если произнести без запинки названия пяти предметов мебели из IKEA, можно вызвать дьявола. Но он явится в разобранном виде.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2017
Рейтинг@Mail.ru