Варианты заданий:

1. Al, O₂; 1.5 Ge, CO₂ 1.9 Ti, CO_2;;

2. Bi, N₂; 1.6 Ni, N₂; 1.10 Zr, H₂

3. Cu, N₂; 1.7 Pb, CO;

4. Fe, CO; 1.8 Sn, O₂;

ЗАДАНИЕ 2

Тема: Тепловой эффект химических реакций.

Тепло при химической реакции выделяется или поглощается по причине неодинаковости, при определенной температуре, энтальпий у веществ продуктов и вступающих в реакцию. Таким образом, тепловой эффект реакции при любой температуре равен разности энтальпий веществ продуктов и вступающих в реакцию.

(1)

(2)

К числу фундаментальных методов расчета тепловых эффектов следует отнести два следующих:

• по энтальпиям для индивидуальных веществ реагентов

(3)

с последующим определением их разности по уравнению (2);

• путем интегрирования уравнения Кирхгофа

(4)

(5)

Зная зависимость теплоемкости от температуры и тепловой эффект реакции при 298 К вычисляем тепловой эффект для любой другой температуры.

Варианты заданий

Т=1000 К	Т=1500 К	Реакция
2.1	2.6	2CO + O2 = 2CO2
2.2	2.7	C + CO2 = 2CO
2.3	2.8	CO + H2O = CO2 + H2
2.4	2.9	FeO + CO = Fe + CO2
2.5	2.10	TiO2 + 4/3 Al = Ti + 2/3 Al2 O3

Выразить зависимость теплового эффекта реакции от температуры и найти тепловой эффект при 1000 или 1500 К двумя указанными методами. Сравнить тепловые эффекты Н⁰₁₀₀₀ или Н⁰₁₅₀₀, рассчитанные разными методами между собой и тепловым эффектом при 298 К.

Оценить в % по отношению к Н⁰₂₉₈ изменение теплового эффекта при переходе к Т=1000 К или Т=1500 К.

ЗАДАНИЕ 3

Тема: Расчет константы химического равновесия и равновесного состава газовой фазы

Расчет константы равновесия основан на решении уравнений:

(1)

(2)

Для вычисления реакции в преобладающем числе случаев используют энтропийный метод, основанный на решении уравнения Гиббса - Гельмгольца

(3)

Зависимость теплового эффекта и изменения энтропии реакции от температуры находим по уравнениям:

(4)

(5)

где и- тепловой эффект и изменение энтропии для298 К; С_р - разность теплоемкостей веществ продуктов и вступающих в реакцию, с учетом стехиометрии реагирования.

Зависимость теплоемкости веществ от температуры представим уравнением:

Дж/моль ^. К (6)

В тех случаях, когда одно или несколько веществ в интервале температур 298-Т К претерпевают модификационное или агрегатное превращение, весь промежуток температур от 298 до Т К необходимо разбивать на несколько более коротких, в каждом из которых учитываются именно те свойства, которые им присущи. В соответствии с этим в правой части уравнений (4) и (5) число слагаемых увеличивается и появляются два или более слагаемых, и, кроме того, теплоты превращений и изменения энтропии веществ.

Вычислив по уравнению (2) константу равновесия, находим из нее равновесные концентрации веществ.

Константа равновесия - количественная характеристика равновесного состояния, представляющая собой отношение произведения равновесных концентраций веществ, вступающих в реакцию.

При содержании в равновесной газовой фазе не более трех веществ вычисление равновесных концентраций не представляет затруднений, но при наличии в газовой фазе трех компонентов необходимо знать или задаться количествами веществ в исходном состоянии системы.