НИТУ «МИСиС»

Кафедра физической химии

Домашнее задание №1

Химическая термодинамика

Вариант № 29

Выполнила: Колесникова Анастасия

Группа: Ф7-10-8

Преподаватель: Чердынцев Виктор Викторович

Москва

2011 г.

Исходные данные

2C(s)+S2=2CS
Т1, К	Т2, К	Т3, К	P, атм
2000	2500	2300	1.5

1. Расчет δн0298, δs0298, δCp (Δa, Δb, Δc) химической реакции по таблицам стандартных термодинамических величин

Соединение	ΔН0298, Дж/моль	ΔS0298, Дж/(моль*К)	a	b∙10-3	c∙105
C(s)	0	5.74	16.86	4,77	-8.54
S2	128600	228.06	36.11	1.09	-3.51
CS	279780	210.45	33.70	2.04	-4.57

Рассчитаем тепловой эффект реакции в стандартных условиях:

По закону Гесса он равен разности между суммой стандартных теплот образования продуктов реакции и суммой стандартных теплот образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов.

Для данной реакции:

ΔН⁰₂₉₈ = 2* ΔН⁰₂₉₈(CS) - ΔН⁰₂₉₈(S2)

ΔН⁰₂₉₈ = 2*279780-128600= 430960 Дж

Рассчитаем изменение теплоемкости реакции при стандартных условиях:

Для этого найдем коэффициенты Δа, Δb, Δc для данной реакции:

Δа = 2*а(CS) - а(S2) – 2* а(C(s))

Δа = 2*33.70-36.11-2*16.86= -2.43

Δb = 2*b(CS) - b(S2) – 2* b(C(s))

Δb = (2*2.04-1.09-2*4.77)*10^-3= -6.55*10^-3

Δc = 2*c(CS) - c(S2) – 2* c(C(s))

Δc = (2*(-4.57)-(-3.51)-2*(-8.54)) *10⁺⁵ = 11.45*10⁺⁵

ΔС_p реакции рассчитывается в соответствии с уравнением:

ΔС_p = Δа + Δb*Т + ΔсТ^-2 при T=298 K

ΔС_p =-2.43-6.55*10^-3*298+11.45*10⁺⁵ *298^-2 = 12.889Дж/(моль*К)

Рассчитаем изменение энтропии при стандартных условиях.

Изменение энтропии при стандартных условиях равно разности между суммой энтропий продуктов и суммой энтропий исходных веществ при стандартных условиях с учетом стехиометрических коэффициентов.

Для данной реакции:

ΔS⁰₂₉₈ = 2*ΔS ⁰₂₉₈(CS) - ΔS ⁰₂₉₈(S2) – 2*ΔS ⁰₂₉₈(C(s))

ΔS⁰₂₉₈ = 2*210.45-228.06-2*5.74= 181.36ДЖ/K

2. Результаты приближенного расчета δн0т, δs0t, δg0t и lnKр в интервале температур т1 - т2 при следующих приближениях:

а) ΔСр = 0

1) ΔН⁰_Т = ΔН⁰₂₉₈ + ΔСрdT = ΔН⁰₂₉₈ +ΔСр∙ dT = ΔН⁰₂₉₈

2) ΔS⁰_T = ΔS⁰₂₉₈ + ΔСр/T dT = ΔS⁰₂₉₈ + ΔСр dT/T = ΔS⁰₂₉₈

3) ΔG⁰_T = ΔН⁰_T – T∙ ΔS⁰_T

4) lnKp = - ΔG⁰_T/RT

T,К	∆H,Дж	∆S,Дж/К	∆G,Дж	lnKp	∆Cp,Дж/(моль*К)
2050	430960	181,36	59172	-3,4735	0
2100	430960	181,36	50104	-2,8711	0
2150	430960	181,36	41036	-2,2968	0
2200	430960	181,36	31968	-1,7486	0
2250	430960	181,36	22900	-1,2248	0
2300	430960	181,36	13832	-0,7237	0
2350	430960	181,36	4768	-0,2442	0
2400	430960	181,36	-4304	0,2158	0
2450	430960	181,36	-13372	0,6568	0

б) ΔСр = ΔСр₂₉₈ = const

1) ΔН⁰_Т = ΔН⁰₂₉₈ + ΔСрdT = ΔН⁰₂₉₈ + ΔСр₂₉₈∙(Т-298)

2) ΔS⁰_T = ΔS⁰₂₉₈+ ΔСр/T dT= ΔS⁰₂₉₈ + ΔСр· ln(T/298)

3) ΔG⁰_T = ΔН⁰_T – T∙ ΔS⁰_T

4) lnKp = - ΔG⁰_T/RT

	б)при ∆Cp=∆Cp(298)
T,К	∆H,Дж	∆S,Дж/К	∆G,Дж	lnKp	∆Cp,Дж/(моль*К)
2050	453541,528	206,216	30798,728	-1,8079	12,889
2100	454285,978	206,527	20579,278	-1,1792	12,889
2150	454830,428	206,830	10145,928	-0,5678	12,889
2200	455474,878	207,126	-202,322	0,0110	12,889
2250	456119,328	207,416	-10566,672	0,5651	12,889
2300	456763,778	207,700	-20946,222	1,0959	12,889
2350	457408,228	207,976	-31335,372	1,6045	12,889
2400	458052,678	208,248	-41742,522	2,0929	12,889
2450	458697,128	208,514	-52162,172	2,5621	12,889