Реферат: Тепловые эффекты химических реакций

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

--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--

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



/>

/>

/>


/>

16,86

4,77

– 8,54

298…2500

/>

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/>

/>,

    продолжение
--PAGE_BREAK--

/>

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:

определите константу равновесия реакции при Т, К;

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

укажите, как изменяется константа равновесия при повышении температуры;

определите тепловой эффект реакции />при Т, К;

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

определите стандартное сродство реагирующих веществ при температуре Т, К.

Реакция (А)

К

Т, К

/>

/>

500

Таблица 1

a

b

c

d

– 4600

0,623

– 0,00102

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

/>

    продолжение
--PAGE_BREAK--

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



/>

/>


еще рефераты
Еще работы по химии