Курсовая: Тепловой эффект химической реакции - текст курсовой. 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

Курсовая

Тепловой эффект химической реакции

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 67 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

18 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВ АНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Воронежский государственный технический универс итет КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине « Теоретические осн овы прогрессивной технологии » Т ема: « Тепловой эффект химической реакции и ег о практическое применение. » 18 Воронеж 200 4 Содержание Введение …………………………………………………………………… 3 1. Тепловой эффект химичес кой реакции ………………………………... 4 1.1. Уравнения химических реакций ……………………………... 8 1.2. Основные законы термохимии ………………………………. 10 2. Применение теплового эффекта на практике …………………………. 12 2.1.Жаропрочные покрытия ………………………………………. 1 2.2.Термохимический способ обработки алмаза ………………... 14 2.3.Техногенное сырьё дл я производства цемента ……………… 15 2.4. Биосенсоры ……………………………………………………. 16 Заключение …………………………………………………………………. 17 Список литературы ………………………………………………………… 18 Введение Тепловые э ффекты химических реакций н еобходимы для многих технических расчетов. Они наход ят обширное применение во многих отраслях промышленности, а также в воен ных разработках. Целью данной курсовой работы является изучение практического применен ия теплового эффекта. Мы рассмотрим некоторые варианты его использован ия, и выясним насколько важ но использование тепловых эффектов химических реакций в условиях развития современных тех нологи й . 1. Те пл овой эффект химической реакции В к аждом веществе запасено определенное количество энергии. С этим свойст вом веществ мы сталкиваемся уже за завтраком, обедом или ужином, так как п родукты питания позволяют нашему организму использовать энергию самых разнообразных химических соединений, содержащихся в пище. В организме э та энергия преобразуется в движение, работу, идет на поддержание постоянной (и довольно высокой! ) темпер атуры тела. Одним из самых и звестных ученых, работающих в области термохимии, является Бертло. Бертло- п рофе ссор химии Высшей фармац евтической школы в Париже (1859 г ) . Минист р просвещения и иностранных дел. Начиная с 1865 Бертло активно занимался термохимией, провел обширные калор иметрические исследования, приведшие, в частности, к изобретению "калори метрической бомбы" (1881); ему принадлежат понятия "экзотермической" и "эндоте рмической" реакций. Бертло получены обширные данные о тепловых эффектах огромного числа реакций, о теплоте разложения и образования многих веще ств. Бертло исследовал действие взрывчатых веществ: температуру взрыва, ско рости сгорания и распространения взрывной волны и др. Эне ргия химических соединений сосредоточена главным образом в химических связях. Чтобы разрушить связь между двумя атомами, требуется затратить энерг ию . Когда химическая связь образуется, энергия выделяется . Лю бая химическая реакция заключается в разрыве одних химических связей и образовании других. Когда в результате химической реакции при образовании новых связей выд еляется энергии больше , чем потр ебовалось для разрушения "старых" связей в исходных веществах, то избыто к энергии высвобождается в виде тепла. Примером могут служить реакции го рения. Например, природный газ (метан CH 4 ) сгорает в кислороде воздуха с выделением боль шого количества теплоты (рис. 1а). Такие реак ции являются экзотермическими . · Реакции, протекающие с выделением теплоты, проявляют положительный тепловой эффект (Q>0, DH<0) и назы ваются экзотермическими. В других с лучаях на разрушение связей в исходных веществах требуется энергии бол ьше, чем может выделиться при образовании новых связей. Такие реакции пр оисходят только при подводе энергии извне и называются эндотермическими . · Реакции, которые идут с поглощением теплоты из окружающей среды (Q<0, DH>0), т.е. с отрицательным теплов ым эффектом, являются эндотермическими. Примером является образование оксида углерода (II) CO и водорода H 2 из угля и вод ы, которое происходи т только при нагревании (рис. 1б). Рис. 1а Рис. 1б Рис. 1а,б. Изображение химических реакций при помощи моделей молекул: а) экзотермическая реакция, б) эндотермическая р еакция. Модели наглядно показывают, как при неизменно м числе атомов между ними разрушаются старые и возник ают новые химические связи. Та ким образом, любая химическая реакция сопровождается выделением или по глощением энергии. Чаще всего энергия выделяется или поглощается в виде теплоты (реже - в виде световой или механической энергии). Эту теплоту можн о измерить. Результат измерения выражают в килоджоулях (кДж) для одного моля реагента или (реже) для моля п родукта реакции. Такая величина называется тепловым э ффектом реакции . · Тепловой эффект - коли чество теплоты, выделившееся или поглощенное химической системой при п ротекании в ней химической реакции. Теп ловой эффект обозначается символами Q или DH (Q = -DH). Его величина соответствуе т разности между энергиями исходного и конечного состояний реакции: DH = H кон. - H исх. = E кон. - E исх. Зн ачки (г), (ж) обозначают газообразное и жидкое состояние веществ. Встречают ся также обозначения (тв) или (к) - твердое, кристаллическое вещество, (водн) - растворенное в воде вещество и т.д. Обозначение агрегатного состояния вещества имеет важное значение. Нап ример, в реакции сгорания водорода первоначально образуется вода в виде пара (газообразное состояние), при конденсации которого может выделитьс я еще некоторое количество энергии. Следовательно, для образования воды в виде жидкости измеренный тепловой эффект реакции будет несколько бол ьше, чем для образования только пара, поскольку при конденсации пара выд елится еще порция теплоты. Используется также частный случай теплового эффекта реакции - теплота сгорания . Из самого названия видно, что теплота сгорания служит для характеристики вещества, применяемого в качестве топлива. Теплоту с горания относят к 1 молю вещества, являющегося топливом (восстановителем в реакции окисления), например: C 2 H 2 + 2,5 O 2 = 2 CO 2 + H 2 O + 1300 кДж ацетил ен теплота сгорания ацетилена Запасенную в м олекулах энергию (Е) можно отложить на энергетической шкале. В этом случа е тепловой эффект реакции ( D Е) мо жно показать графически (рис. 2). Рис. 2. Графическое изображени е теплового эффекта (Q = D Е): а ) экзотермической реакции горения во дорода; б ) эндотермической реакц ии разложения воды под действием электрического тока. Координату реакц ии (горизонтальную ось графика) можно рассматривать, например, как степе нь превращения веществ (100% - полное превращение исходных веществ). 1.1. Уравнения химических реакций · Уравнения химически х реакций, в которых вместе с реагентами и продуктами записан и тепловой эффект реакции, называются термохимическими уравнени ями . Ос обенность термохимических уравнений заключается в том, что при работе с ними можно переносить формулы веществ и величины тепловых эффектов из о дной части уравнения в другую. С обычными уравнениями химических реакци й так поступать, как правило, нельзя. Допускается также почленное сложение и вычитание термохимических урав нений. Это бывает нужно для определения тепловых эффектов реакций, котор ые трудно или невозможно измерить в опыте. Приведем пример. В лаборатории чрезвычайно трудно осуществить "в чистом виде" реакцию получения метана СH 4 путем прямого соединения углерода с водородом: С + 2 H 2 = СH 4 Но можно многое узнать об этой реакции с помощью вычислений. Например, выяс нить, будет эта реакция экзо - или эндо термической, и даже количественно рассчитать величин у теплового эффекта. Известны тепловые эффекты реакций горения метана, углерода и водорода (э ти реакции идут легко): а) СH 4 (г) + 2 O 2 (г) = СO 2 (г) + 2 H 2 О(ж) + 890 кД ж б) С(тв) + O 2 (г) = СO 2 (г) + 394 кДж в) 2 H 2 (г) + O 2 (г) = 2 H 2 О(ж) + 572 кДж Вычтем два последних уравнения (б) и (в) из уравнения (а) . Левые части уравнений будем вычитать из левой, пра вые - из правой. При этом сократятся все молекулы O 2 , СO 2 и H 2 О. Получим: СH 4 (г) - С(тв) - 2 H 2 (г) = (890 - 394 - 572) кДж = -76 кДж Это уравнение выглядит несколько непривычно. Умножим обе части уравнен ия на (-1) и перенесем CH 4 в прав ую часть с обратным знаком. Получим нужное нам уравнение образования мет ана из угля и водорода: С(тв) + 2 H 2 (г) = CH 4 (г) + 76 кДж/моль Итак, наши расчеты показали, что тепловой эффект образования метана из у глерода и водорода составляет 76 кДж (на моль метана), причем этот процесс д олжен быть экзотермическим (энергия в этой реакции будет выделяться). Важно обращать внимание на то , что почленно складывать, вычитат ь и сокращать в термохимических уравнениях можно только вещества, наход ящиеся в одинаковых агрегатных состояниях, иначе мы ошибемся в определе нии теплового эффекта на величину теплоты перехода из одного агрегатно го состояния в другое. 1.2. Основные за коны термохимии · Раздел химии, занимающ ийся изучением превращения энергии в химических реакциях, называется термохимией . Су ществует два важнейших закона термохимии. Первый из них, закон Лавуазье – Лапласа, формулируется следующим образом: · Тепловой эффект прямой реакции всегда равен тепловому эффекту обратной реакции с противополо жным знаком. Эт о означает, что при образовании любого соединения выделяется (поглощает ся) столько же энергии, сколько поглощается (выделяется) при его распаде н а исходные вещества. Например: 2 H 2 (г) + O 2 (г) 2 H 2 О(ж) + 572 кДж (горение водорода в кислороде) 2 H 2 О(ж) + 572 кДж = 2 H 2 (г) + O 2 (г) (разложение воды электрическим током) Закон Лавуазье– Лапласа является следствием закона сохранения энерги и. Вт орой закон термохимии был сформулирован в 1840 г российским академиком Г. И. Гессом: · Тепловой эффект реак ции зависит только от начального и конечного состояния веществ и не зави сит от промежуточных стадий процесса. Эт о означает, что общий тепловой эффект ряда последовательных реакций буд ет таким же, как и у любого другого ряда реакций, если в начале и в конце эти х рядов одни и те же исходные и конечные вещества. Э ти два основных закона термохимии придают термохимич еским уравнениям некоторое сходство с математическими, когда в уравнен иях реакций можно переносить члены из одной части в другую, почленно скл адывать, вычитать и сокращать формулы химических соединений. При этом не обходимо учитывать коэффициенты в уравнениях реакций и не забывать о то м, что складываемые, вычитаемые или сокращаемые моли вещества должны нах одиться в одинаковом агрегатном состоянии. 2. П рименение теплового эффекта на практике Т епловые эффекты химических реакций нужны для многих технических расче тов. Например , рассмотрим мощн ую российск ую ракет у "Энергия" , способн ую выводить на орбиту космические корабли и д ругие полезные грузы. Двигатели одной и з её ступеней работают на сжиженных газах - водороде и кислороде. Допустим, нам известна работа (в кДж), которую придется затратить для доставки ракеты с грузом с поверхно сти Земли до орбиты, известна также работа по преодолению сопротивления воздуха и другие затраты энергии во время полета. Как рассчитать необход имый запас водорода и кислорода, которые (в сжиженном состоянии) использ уются в этой ракете в качестве топлива и окислителя? Без помощи теплового эффекта реакции образования воды из водорода и кис лорода сделать это затруднительно. Ведь тепловой эффект - это и есть та са мая энергия, которая должна вывести ракету на орбиту. В камерах сгорания ракеты эта теплота превращается в кинетическую энергию молекул раскал енного газа (пара), который вырывается из сопел и создает реактивную тягу. В химической промышленности тепловые эффекты нужны для расчета количе ства теплоты для нагревания реакторов, в которых идут эндотермические р еакции. В энергетике с помощью теплот сгорания топлива рассчитывают выр аботку тепловой энергии. Врачи-диетологи используют тепловые эффекты окисления пищевых продукт ов в организме для составления правильных рационов питания не только дл я больных, но и для здоровых людей - спортсменов, работников различных про фессий. По традиции для расчетов здесь используют не джоули, а другие эне ргетические единицы - калории (1 кал = 4,1868 Дж). Энергетическое содержание пищи относят к какой-нибудь массе пищевых продуктов: к 1 г, к 100 г или даже к станда ртной упаковке продукта. Например, на этикетке баночки со сгущенным моло ком можно прочитать такую надпись: "калорийность 320 ккал/100 г". Тепловой эффект рассчитывается при получении м онометиланилин а, который относится к классу замеще нных ароматических аминов. Основная область применения монометиланили на – антидетонационная присадка для бензинов. Возможно использование монометиланилина в производстве красителей. Товарный монометиланилин ( N -метиланилин) выд еляется из катализата методом периодической или непрерывной ректифика ции. Тепловой эффект реакции
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Если у подруги утром светятся глаза, значит, этой ночью тебе все же удалось добыть огонь по технологии каменного века...
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по химии "Тепловой эффект химической реакции", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru