Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1301 вуз, 5073 предмет.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Предмет:
[НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Файл:

книги / Сборник задач по термодинамике физико-химических процессов. Решение задач

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
32.07 Mб
Скачать
☆

Р =2,026-105 Па, АГ/? = 5,94 -10i-7

Откуда получаем и решаем квадратичное уравнение:

х 2 - 2 х + 0,107 = 0;

* = 1 - VI - 0,107 = 1 - 0,944 = 0,056. 3. РЬО диссоциирует по схеме:

РЬО = РЬ + 1/202

Уравнение для константы равновесия имеет форму:

0,5

 

 

К = ]£' ^РЬО _ р0,5

Рръ-Ко 2

 

 

КР =

 

 

09

гРЬО

 

 

ГРЬ

Энтальпия диссоциации определится по выражению:

j0,5

_ &dH(T2 - T l) .

 

 

R T {T2

0 2,600

 

 

 

2,33 -10-16 v /2

 

Ad//(800 -600) •

In

 

~

8,314 -600 -800 ’

9,525 10,-26

J

 

 

 

ln(0,244-10IO)1/2 =

-A(1- ' 2- — ;

 

 

 

8,314-600-800

AdH = 385408 Дж-моль' 1

Расчёт Гз для разложения на воздухе по формуле:

101333

\ 1/2

З85408(7~3 -600):

 

4 :

1,9,525-10-26, 8,314-600-Гз

Откуда:

Т3 = 2666 К. 4. По изобаре химической реакции получим:

ы 1,01333-105 Ad//(1292-1150): " 0,669-105 8,314 -1150-1292 ’ Ad// =36120 Дж-моль"1

5. По закону действующих масс Кр определится по уравнению:

„2

Кр=

22(1-д:)2

Откуда:

491

 

л!к р,553 -

 

0,178

= 0,108;

Кр,553 - 0,329-

 

 

2(1-0,178)

 

 

 

 

 

 

 

 

0,248

 

Кр,793 =0,406-

 

 

Lп7Q7 —-----------------0,1648 *

 

 

л /^р’793

2(1-0,248)

 

 

 

 

Энтальпия реакции будет равна:

 

 

 

 

 

In *,>,793 _ ДГЯ (793 -553);

 

 

 

 

^р,553

8,314-553-793

 

 

1п 0,406 _ ДГЯ (793-553):

 

АГЯ = 3194 Дж-моль-1

 

 

0,329 8,314-553-793

 

 

 

6.

а) Изменение энтальпии Aj. H f определяют следующим способом:

 

Дифференцируем уравнение (1) по Т:

 

 

In К „ = ~ ^ ^

+ 0,441п7’ - 4,974

(1)

 

 

Р

J

 

 

 

и получаем:

 

d\nKp _ 22076

0,44.

(2)

 

 

 

 

 

 

dT

~ Т2 +

Т

 

 

Подставляем в уравнение изобары:

 

 

 

 

 

rfln/STp _ ДгЯ

(3)

уравнение (2) и получаем:

dT

RT2

 

 

 

 

 

 

 

ДГЯ _ 22076 t 0,44

 

 

Откуда:

 

ЯГ2

Г2

Т

 

 

 

 

 

 

 

или при Т= 300 К:

 

ДГЯ Г = 22076/? + 0,44/?Г

W

 

 

 

 

 

 

 

 

ДгЯ 3оо =184637 Дж-моль"1

 

б)

Изменение A vGj получим, умножив (1) на RT :

 

 

RT In К р = -22076/? + 0,44/?Г In Т - 4,974/?Г

(5)

 

 

 

A TGT = - R T \ n K p

 

 

Откуда

 

 

 

 

 

 

Д rGr

= 22076/? - 0,44/?Г In Г + 4,974/?Т

<6)

 

Дг0 30о = 183539 - 6259 +12406 = 189686 Дж-моль-1.

 

 

Аг^ 800 = 183539 -19562 + 33083 = 197060 Дж-моль-1

 

492

Д|-^298= ^r^298- ^r^298= ~45274t-12689- 29 8 -23480Ф=-746С Дж-моль"1 Константа равновесия равна:

AA = - R T l n K p -,

- 7460 = - 8 ,3 14 • 298 In К Р;

In Кр = 3,011; КРЛЩ= 20,30.

 

б) Тепловой эффект при Т = 600 К вычисляем по формуле Кирхгофа:

 

 

600

 

Дгя £00 = Дгя°98 +

J(A« + ЛИГ + ДcT2)dT *

0)

где Ад = -31,92,

298

 

 

 

&Ь = а (С2Н5ОН )-Ь(С2Н4) - а ( Н20) =(204,70 +122,01-5,658) • 10 3 =77,032• 10“\

^ = а(С2н5ои) _ ^(С2н4) _ Л (Н20) =(204,70+122,01-5,658)-10 3 =77,032*10 3.

Лс = С(С2н 50Н) - С(с 2н 4)- с(н 20) =(-74,20+37,90-3,622)-Ю-6 =-39,922-10-6

Интегрируя уравнение (1), получим:

Дгя£оо = Дгя ^98 + Да • (600 - 298) + у ( 6 0 0 2 - 2982) + -у (6 0 0 3 - 2983).

Подставляя численные значения, получим:

77,032-10~3 -(6002 - 2982)

ДГЯ 600 = -45274 - 31,92(600 - 298) +

2

- 3 9^992; 10- (600з _2983) = -48260 Дж-моль' 1

в) Константу равновесия при Т = 600 К вычисляем по интегральной формуле:

^\г\КрШ)

ДГЯ(Г2-Г|)

КР,298

RTr T2

И

 

- , П 2 0 , 3 0

= zi8260(600 -298)

^п^/;,600

8,314-298-600

 

In ^,600 = -6,793.

Кр,б00 = 1.12 • 10—3

г) Расчёт константы равновесия

при Т= 600 К по формуле Тёмкина -

Шварцмана:

 

ДгС°т = ДrH$9g-7Д г498 - Т(ЛаМ0 + АШ , + ДсМ,) =-45274 + 600-126,89 -

-600(-31,92-0,1962+77,032-0,0759-39,922-0,0305 = 31835 Дж-моль"1. Константа равновесия:

494

подставляя численные данные, получаем:

}(1452,9)2 _ Дгя £ (299,45-303,35)

П(1076,2)2 8,314-299,45-303,35 '

изменение энтальпии, равным

ДTH j = -1 1 6 2 3 7 Дж-моль-1

11.Действительная молекулярная масса М JVJQ2 для реакции:

N 02 = NO + 1/202

(1-х) х 1/2х может быть вычислена по исправленному уравнению Клайперона - Менделеева:

M g

i g - R T

CD

9

 

P V

 

где / - изотонический коэффициент без учета диссоциации. Кажущаяся молекулярная масса определяется по формуле:

к

P V

 

 

Поделив (1) на (2), получим:

 

 

мя

 

 

 

— - = /,

 

 

М

 

 

 

где

 

 

 

1

+ х —

1

, х

I = 1- х

 

X = 1----

 

2

2

Подставив (4) в (3), получим:

 

 

М в

= 1+ -х.

 

/ = ^ -

 

М„

г '

 

Откуда:

 

 

м • х

м е = м к +

^ - ^ ,

6

к

 

о

2

 

 

- = х.

 

 

 

Степень диссоциации при Т{ =663,15К:

(2)

(3)

(4)

(5)

496

12. По закону Гесса вычисляем АГН\ для реакций:

 

СО +

1/202 = С 02282980 Дж-моль-I

 

Н2 +

1/202 = Н20

- 241810 Дж-моль"

 

СО

+ Н20 = С 02 + Н2 —41170 Дж-моль *

(1)

0,5 -А'

0,5 “ А

А

А

 

По уравнению изобары химической реакции рассчитываем

константу равновесия ^£рД200:

 

 

 

ы

1

-41170(1200-1089);

 

 

 

К,;,1200

8,314-1089-1200

 

 

 

^

, 1200= 1'522

 

и К р,Ю0 0 :

 

 

 

 

 

 

1п ^р.ЮОО _ - 41170(1089 -1 0 0 0 ):

 

 

П

1

8,314 1000 1089

 

* Р ,1 < Х Х Г 0 , 6 ° 3 -

Для реакции (1) з. д. м. запишем в такой форме:

крн2 • рсо2 .

ррс о рн2о

где парциальные давления равны:

рсо = ри2о = (0»5 - х ) Р ,

Р 2 0 2 - РЩ ~ х Р

Подставив (3) и (4) во (2), получим:

Кр (0,5 - X )2

или

0 , 5 - х

Откуда:

Равновесный выход а при Т = 1000 К:

(2)

(3)

(4)

(5)

498

 

4х

K D2 = 0,350 = ------------— ----------------

р’2

(0,792- х )(0 ,2 0 8 - х )

По квадратичному уравнению:

-10,428х2 - х + 0,1584 = 0 х2 + 0,0958х+ 0,0152 = 0.

определяем х:

 

 

- 0,0958 ± л/0,09582 +4-0,0152

- 0,0958 ± 0,264.

1,2

2

2

* = 0,084.

Тогда равновесная реакционная смесь имеет состав: xNO=2x=(U6S; JCN2 =Q792-Q084=Q708 =0,208-0,084=0,124-

14. Для реакции разложения FeO:

FeO = 1/202 + Fe + 270286 Дж-моль"1 упругость диссоциации равна константе равновесия:

к Р = ^ г

Для Т\ = 1000 К имеем:

К Р>юоо = A l3 - 1 0 “16 = 2,03 • 10"8 •

Для температуры Т2 константа равновесия равна:

Kpj 2 = 1/ 1,01333-0,2-105 = 142,36-

По уравнению изобары химической реакции:

 

 

К п 2

RT, In——

1 - 3 . = -

 

КрЛ

дгя

имеем:

 

142,36

8,314-lOOOln

1- 1000

 

->- 8

 

2’03' 10— = 0,697 •

270286

Откуда определяем Т2:

 

 

1-0,697 = 1 - 1000

И

 

 

1000

 

ззоок-

0,303

 

 

500

Соседние файлы в папке книги
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности