Рсо ~ Х'Р' |
Рп20 - Х'Р' РС02 - |
х)Р\ Рц2 = (0,8-л:)-Р- |
Подставляя, получим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*2 |
|
|
|
|
|
|
|
К„ = Кх = ------------ — |
------ = 0,565; |
|
|
|
|
р |
А |
(0,2 - х)(0,8 - х) |
|
|
|
|
|
|
|
х2 + 1,298* - 0,216 = 0; |
|
|
|
|
xi = -0 ,6 4 9 + д/(0 ,6 4 9 )2 + 0,216 = -0 ,6 4 9 + 0,798 = 0,149; |
|
А’с о |
~ 14,9 |
%; |
|
|
а н 2о = 14.9 |
|
|
хс о , |
= 0 ,2 - 0 ,1 4 9 |
= 5,1 %; |
хн |
= 0,8 - |
0,149 = 65,1 %■ |
|
2. Вычислить температуру образования сажи по реакции: |
|
|
|
|
|
|
2СО = С 02 + С |
|
|
|
|
можно с помощью уравнения: |
|
|
|
|
|
|
|
ArG? =ДГЯ?-7ДГ$ . |
|
|
|
(1) |
Энтальпия реакции равна: |
|
|
|
|
|
(2) |
ДГЯ? = Дгя598 + (д,.Я?- Дгя£98). |
|
|
|
\ ^ 2 9 8 |
= ^ f ^298 (С 0 2 ) - 2A f#298(CO) = |
|
|
|
|
|
|
= -393 520 - 2-(-110 530) = -172 460 Дж-моль'1 |
ДГЯ £ - |
Д гЯ298 = 334600 |
+ 11800 |
- |
2-21690 |
= |
-1830 |
Дж-моль"1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
= -172 460 + 1 830 = -170 630 Джмоль"1. |
|
|
Расчёт энтропии: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДГ^Г = Дг^298 + (^г^Г ~ Дг^298); |
|
|
Дг^298 = 4 ) 8 ( С 0 2) + 52% (Ст) - 25298(СО) = |
|
|
|
|
= 213,674 + 5,740 - 2-197,548 = -175,682 Дж-моль''-K"1; |
Дг5^ - |
\S298 = |
55,522 |
+ |
18,744 |
- |
2-36,903 |
= |
0,46 |
Д ж - м о л ь " 1- К " 1;
Д,.5® = -175,682 + 0,46 =-175,222 Д ж - м о л ь " | - К " 1
Расчёт температуры:
ArG® = 0 = -170682 - (—175,222)7’;
\^298 —*^298^0) + ^29в(Н20г) - ^298(^2) “ ^298(^2) -
|
= 1 9 7 , 5 4 2 + 1 8 8 , 7 2 4 - 2 1 3 , 6 7 4 - |
1 3 0 , 5 7 0 = 4 2 , 0 3 Д ж - м о л ь _ | - К _ | ; |
в ) |
э н е р г и я Г и б б с а : |
|
|
|
|
ATGj- = 4 1 1 6 0 - 2 9 8 - 4 2 , 0 3 = 2 |
8 1 3 5 Д |
ж - м о л ь - 1 |
|
|
-28135 |
|
|
|
К р = е 8 ' 3 1 4 -2 9 8 = 9 , 5 6 - 1 0 - 6 |
|
Р е а к ц и я о т н о с и т с я к и е с а м о п р о и з в о л ь н о м у т и п у . |
2 . Р а с ч ё т р а в н о в е с и я : |
|
|
|
|
|
N 2 + |
С 0 2 + |
Н 2 = |
С О + Н 2 0 |
|
0 , 5 |
0 , 2 - х 0 , 2 |
- х 0 , 1 + х |
х |
П о з . д . м . К р р а в н а :
к_ рсо • рн2о
РРсо2 Рн2
П а р ц и а л ь н ы е д а в л е н и я р а в н ы :
Рс о = т + х)Р', РН2о = Х - Р ;
РС02 = рн2 = (0,2 - х)Р ■
П о д с т а в и в ( 3 ) в о ( 2 ) , п о л у ч и м :
|
Р |
_ *(0,1+х). |
|
(0,2- JC)2 |
П р и X « 1 п о л у ч и м , ч т о 0 , 1 + л* = 0 , 1 ; 0 , 2 - х = 0 , 2 . |
П р е о б р а з у я ( 4 ) , п о л у ч и м : |
|
К = ^ А |
= 9 , 5 - 1 0 " 6 - |
' |
0 , 0 4 |
|
Р а в н о в е с н а я с т е п е н ь п р е в р а щ е н и я р а в н а :
х = 3,8-10_6
С о с т а в р а в н о в е с н о й с м е с и :
_3,8-10"б _ 1П 1П- 5
*со2 - -^н, - —^ — ~ !’9‘10
2 . К о н с т а н т у р а в н о в е с и я р е а к ц и и
N a F (r) + A l F j ( i - ) = N a A l F ^ )
в ы ч и с л я е м п о ф о р м у л е :
0\
АгФ^оО +
I n K p = -
R R T
П о з а к о н у Г е с с а :
ДГЯ0° = Af#J(NaAlF4>r) - AfH0°(NaFr) - AfЯ?(А1Е,>Г) =
= - 1 8 5 0 0 0 0 + 2 9 3 5 1 0 + 1 2 0 6 2 2 0 = - 3 5 0 2 7 0 Д ж - м о л ь " 1
\Ф?ооо = <&°(NaAlF4>r) - Ф°(МаРг) - Ф°(АЩз,г) =
|
= - 3 7 9 , 7 2 6 + 2 2 6 , 5 2 9 + 2 9 8 , 3 2 1 = 1 4 5 , 1 2 4 Д ж - м о л ь “ ‘ - 1 С ' |
|
К г |
" 1 4 5 , 1 2 4 |
3 5 0 2 7 0 |
= 24,675; |
I n |
I 8,314 |
8,314-1000 |
|
р’1000 |
|
|
|
К р = |
ДО |
|
|
|
5 , 2 - 1 0 |
|
3 . Р а с ч ё т о с у щ е с т в л я е т с я п о у р а в н е н и ю К л а п е й р о н а - К л а у з и у с а : |
а ) Р а с ч ё т д а в л е н и я п а р а п р и Т = 3 0 9 К : |
|
h |
Р2 _ 369,82 - 74(309,15 - 307,65) _ Q Q5 . |
7608,314-307,65-309,15
м(С2н 5)2о - 7 4 -
InР2 = In760 + 0,0519 = 6,6852;
Р2 = 8 0 0 , 4 8 м м р т . с т .
dP_
б ) |
Р а с ч ё т |
|
|
|
|
|
|
|
|
dT |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dP_ |
_ |
|
AoHf |
|
|
|
|
|
|
“ e |
|
|
|
|
|
dT |
|
T |
•V |
|
|
|
|
|
|
*КИП |
v r |
|
|
V = — = P : 3 1 4 ' 3 ^ 7 , 6 5 _ з з б 4 Д ж - К - ( м м р т . с т . ) |
|
P |
|
7 6 0 |
|
|
|
|
-I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— |
= 3 6 9 , 8 2 ’ 7 4 |
|
_ 2 6 , 4 6 ( м м Р т - C T - ) - K |
|
d T 3 0 7 , 6 5 - 3 , 3 6 4 |
|
|
|
|
в ) |
Р а с ч ё т Г к и п |
п р и Р = 7 5 0 м м р т . с т . : |
|
|
|
7 6 0 3 6 9 , 8 2 - 7 4 |
_1_ |
1 |
|
|
I n |
|
|
|
КП |
3 0 7 , 6 5 |
|
|
‘ 7 5 0 |
8 , 3 1 4 |
|
|
|
|
|
Г, =307,1 к.
Глава 10. Неидеальные системы и расчеты их свойств
10.3.Расчёт летучести по отклонению свойств реальных газов
10.3.1.Решение задач
1 . Н а о с н о в е о п ы т н о й з а в и с и м о с т и Р и V д л я N H 3 :
р,
а т м |
2 0 |
6 0 |
1 0 0 |
1 5 0 |
2 0 0 |
2 5 0 |
3 0 0 |
4 0 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V , |
1 8 8 6 |
5 7 0 , 8 |
3 1 0 , 9 |
1 7 6 , 7 |
1 0 7 , 4 |
7 4 , 1 8 |
5 9 , 6 0 |
4 7 , 6 8 |
|
с м 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в ы ч и с л я е м к о э ф ф и ц и е н т а п о у р а в н е н и ю : |
|
|
|
|
|
|
|
а |
RT |
.. |
|
|
|
|
|
|
|
= ------- V |
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
Д л я Р = 2 0 а т м : ~ |
_ 8 2 , 0 6 - 4 7 3 , 1 5 |
|
|
|
|
|
|
20 |
20 |
- 1 8 6 6 = 7 5 , 3 3 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а к и е |
ж е р а с ч ё т ы |
п р о в о д и м |
д л я д р у г и х |
д а в л е н и й и п о э т и м |
д а н н ы м с т р о и м т а б л и ц у : |
|
|
|
|
|
|
|
а т м |
2 0 |
6 0 |
|
1 0 0 |
1 5 0 |
2 0 0 |
2 5 0 |
3 0 0 |
4 0 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
7 4 , 7 1 |
7 6 , 1 0 |
7 7 , 2 4 |
8 2 , 0 6 |
8 6 , 6 7 |
8 1 , 0 7 |
6 9 , 7 8 |
4 9 , 6 5 |
|
П о э т и м д а н н ы м с т р о и т с я и з о т е р м а ОС = ОС(Р), п р и в е д ё н н а я н а |
р и с . |
1 0 . 1 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 10.1. Зависимость а = а(Р) при Т=
473,15 К для
NHi
|
|
|
|
|
ОСI ол |
1 |
|
In/2 5 0 = In 25 0 - 0 ,2 9 4 8 - О Д 0 75 — |
|
|
|
• 50 • |
|
|
|
|
|
2 |
|
8 2 , 0 6 - 4 7 3 , 1 5 |
|
|
|
|
= 5 , 5 2 1 4 - 0 , 4 0 2 3 - 0 , 1 0 6 2 = 5 , 0 1 2 9 ; |
|
|
|
/ 2 5 0 = 1 5 0 , 3 . |
|
|
e ) /3 0 0 ( ° + 300 a ™ ) ; |
|
|
|
|
|
1 |
|
In /300 = In 3 00 - |
0 ,5085 - |
|
• 50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
8 2 , 0 6 - 4 7 3 , 1 5 |
|
|
|
|
= 5 , 7 0 3 7 - 0 , 5 0 8 5 - 0 , 0 9 5 9 = 5 , 0 9 9 3 ; |
|
|
|
/зоо= ,63’9- |
|
|
ж ) |
/3 5 0 ( 0 -s- 3 5 0 а т м ) : |
|
|
|
|
|
|
|
I n / 350 = 5 , 8 5 7 9 - |
0 , 6 |
0 4 4 - 6 9 ,7 8 + |
5 8 ,4 • 5 0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
8 2 , 0 6 - 4 7 3 , 1 5 |
|
|
|
|
= 5 , 8 5 7 9 - 0 , 6 0 4 4 - 0 , 0 8 2 5 = 5 , 1 7 0 9 ; |
|
|
|
/ 3 5 0 = |
1 7 6 , 0 . |
|
|
э ) |
/4 0 0 ( 0 * 4 0 0 а т м ) : |
|
|
|
|
|
|
|
In /400 = 5 ,9 9 1 4 - |
|
58 4 + 49 65 |
|
1 |
|
0 ,6 8 6 9 - |
’ |
’ |
• 50 |
|
|
|
|
2 |
|
|
8 2 , 0 6 - 4 7 3 , 1 5 |
|
|
|
|
= 5 , 9 9 1 4 - 0 , 6 8 6 9 - 0 , 0 6 9 5 = 5 , 2 3 5 ; |
|
|
|
/ 4 0 0 = |
1 8 7 >7 - |
|
|
2 . П о у р а в н е н и ю ; |
|
|
|
|
|
|
|
V = M |
|
425,89 |
|
|
|
0 ,75 9 8 + - |
|
|
|
|
|
|
|
1 7 7 9 , 3 + |
/ > , |
|
г д е Л ^ ( с , н 5 ) 2 0 — 7 4 - в ы ч и с л я е м о б ъ ё м э ф и р а п р и Р = 5 0 0 , 1 0 0 0 и 1 5 0 0
а т м : |
|
|
|
|
|
V , с м 3 |
7 3 , 9 2 |
7 0 , 0 5 |
|
6 7 , 5 6 |
6 5 , 8 3 |
Л а т м |
1 , 0 |
5 0 0 |
|
1 0 0 0 |
1 5 0 0 |
Д л я р а с ч ё т а л е т у ч е с т и |
ж и д к о г о д и э т и л о в о г о э ф и р а и с п о л ь з у е м |
у р а в н е н и е : |
|
|
|
|
|
|
R T 1п- |
/ |
_ |
\VdP- |
|
|
|
= |
|
|
/н а с . 1Н,Р |
|
Р,шс.,шр |
|
/l5 0 0 “ 24,73 атм (условно).
3 . Л е т у ч е с т и д л я / - С 4Н 8 р а с с ч и т ы в а е м п о с л е д у ю щ и м д а н н ы м п р и Т = 3 7 3 , 1 5 К :
Р, а т м |
1 , 0 |
10 |
|
5 0 |
8 0 |
9 0 |
V |
3 0 |
1 9 4 |
2 6 8 0 |
1 2 7 |
1 2 3 |
112 |
|
|
|
|
|
|
|
с м 3 * м о л ь |
1 |
|
|
|
|
|
|
О п р е д е л я е м О С : |
|
|
|
|
|
|
__RT |
8 2 , 0 6 - 3 7 3 , 1 5 |
|
3 0 6 2 0 т / |
|
|
а - — |
- V - |
--- ------------- V P ~ |
— --------vP - |
|
|
|
Щ = |
3 0 6 |
2 0 - 3 0 1 9 4 = 4 2 6 , 6 ; |
|
|
|
а 10 = |
3 0 6 2 - 2 6 8 0 = 3 8 2 , 0 ; |
|
|
|
ОС50 = |
6 1 |
2 , 4 - 1 2 7 = 4 8 5 , 4 ; |
|
|
|
а 80 = |
3 8 2 , 7 - 1 2 3 = 2 5 9 , 7 ; |
|
|
|
а 90 = 3 4 |
0 , 2 - 1 1 2 = 2 2 8 , 2 . |
|
П о э т и м д а н н ы м с т р о и м г р а ф и к ОС = 0 С ( Р ) , р и с . 1 0 . 3 . |
|
Рис. 10.3. Зависимость а =
а(Р) для Т-
373,15 К.
Р а с ч ё т л е т у ч е с т и п р о в о д и м п о ф о р м у л е .
\ п / = ^ р - ~ № р -
