Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МУ КР ФКХ 110500 Садоводство.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
360.45 Кб
Скачать
  1. Термодинамика

3.1 Решение типовых задач

1) Вычислить изменение стандартной энтропии образования (ΔS0образ.) этанола из элементов, пользуясь табличными данными абсолютных энтропий веществ при 250С (стандартных энтропий веществ S0298).

Вещество

S0298 , Дж/моль  К

С(Т), графит

5,21

Н2 (г)

130,52

О2 (г)

205,18

С2Н5ОН (ж)

160,78

Решение:

ΔS0образ. = Σ S0пр. - Σ S0исх. (1)

Уравнение образования этанола из элементов:

2С + 3Н2 + 1/202 → С2Н5ОН

Подставляя величины S0298 для каждого участника реакции в уравнение (1), получим с учетом коэффициентов в уравнении реакции:

ΔS0образ. = 160,78 – (2 · 5,21 + 3 · 130,52 + ½ · 205,18) = -343,79 Дж/моль  К.

2) Вычислите изменение энтропии при плавлении 10 г воды. Удельная теплота плавления q равна 19,12 Дж/г.

Решение: Изменение энтропии для изотермического обратимого процесса можно рассчитать по формуле:

ΔS = Q/T,

где ΔS – изменение энтропии процесса;

Q = g q – теплота процесса;

g – масса вешества;

Т – температура.

Температура плавления льда 273,16 К.

Таким образом, ΔSпл. 10 г воды найдем как ΔS = = =

= 0,70 Дж/К.

3) Найти энтальпию процесса, соответствующего простейшему уравнению фотосинтеза, по величинам энтальпий образования исходных веществ и продуктов реакции.

Решение: Простейшее уравнение фотосинтеза:

6CO2 (г) + 6H2O (г) = C6H12O6 (т) + 6O2 (г), ΔH x - ?

Стандартные энтальпии образования веществ, участвующих в этом процессе найдем в таблице А5 приложения А.

ΔH0298 С6Н12О6 (т) = -2820,1 кДж/моль,

ΔH0298 СО2 (г) = -393,5 кДж/моль,

ΔH0298 Н2О (г) = -241,8 кДж/моль,

ΔH0298 O2, как простого вещества, равно 0.

Воспользуемся для решения задачи законом Гесса. Для этого запишем термохимические уравнения всех процессов образования указанных веществ.

6С(т) + 3О2(г)+ 6Н2(г) = С6Н12О6(т), ΔН1 (1)

С(т) + О2(г)= СО2(г) , ΔH2 (2)

Н2(г) + 1/2О2(г) = Н2О(г) , ΔH3 (3)

Умножим уравнения (2) и (3) на минус шесть и сложим почленно все эти уравнения, получим:

6С(т) + 3О2(г)+ 6Н2(г)– 6С(т) – 6О2(г)– 6Н2(г) – 3О2(г) =

= С6Н12О6(т) – 6СО2(г) – 6Н2О(г).

Произведем алгебраическое сложение:

– 6О2(г) = С6Н12О6(т) - 6СО2(г) - 6Н2О(г),

переносим вправо переносим влево

окончательно:

6СО2(г) + 6Н2О(г) = С6Н12О6(т) + 6О2(г), ΔНх.

Получив искомое уравнение фотосинтеза, ясно, что

ΔН х = ΔН1 - 6 ΔH2 – 6 ΔH3 .

Итак, ΔН х = -2820,1 – 6(-393,5) – 6(-241,8) = 991,7 кДж/моль.

3.2 Задачи для контрольной работы

21 – 30 Сформулируйте закон Гесса. Найдите энтальпию реакции по величинам энтальпий образования исходных веществ и конечных продуктов (в соответствии со своим вариантом (таблица 4)) (приложение А, таблица А5)

Таблица 4 Варианты контрольных заданий 21-30

№ задачи

Процесс

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

2Н2 (г) + 5О2 (г) = 4СО2 (г) + 2Н2О(г)

СН4 (г) + 2О2 (г) = СО2 (г) + 2Н2О (г)

2СН3ОН (ж) + 3О2 (г) = 2СО2 (г) + 4Н2О(г)

СН3СООН (ж) + 2О2 (г) = 2СО2 (г) + 2Н2О(г)

CaO (т) + H2O (ж) = Ca(OH)2(т)

2CO (г) + 4H2 (г) = C2H5OH (ж) + H2O(ж)

Al2O3 (т) + 3SO3 (г) = Al2(SO4)3(т)

4NH3 (г) + 5O2 (г) = 4NO (г) + 6H2O(г)

Fe2O3 (т) + 2Al (т) = 2Fe (т) + Al2O3(т)

Fe2O3 (т) + 3CO (г) = 2Fe (т) + 3CO2(г)

31 – 40 Какая термодинамическая функция называется энтропией? Каково ее статистическое толкование? Как вычисляется изменение энтропии в равновесном изотермическом процессе? Найдите изменение энтропии в указанных ниже процессах (таблица 5) при стандартных условиях (приложение А, таблица А5).

Таблица 5 Варианты контрольных заданий 31-40

№ задачи

Процессы

31,32

33,34

35,36

37,38

39,40

N2 (г) + 3H2 (г) = 2NH3(г)

H2 (г) + I2 (т) = 2HI(г)

2NO (г) + O2 (г) = 2NO2(г)

H2 (г) + Cl2 (г) = 2HCl(г)

Кипение 1 кмоля воды ΔНкип.(уд.) = 2,257 кДж/г