Узнать стоимость написания работы
Оставьте заявку, и в течение 5 минут на почту вам станут поступать предложения!
Реферат

Реферат по предмету "Химия"


Тепловые эффекты химических реакций

1.Вывести аналитическую зависимость теплового эффекта (Дж) реакции от температуры Т: Стандартный тепловой эффект и уравнение зависимости из приложения 1.
2.Вычислить тепловой эффект при температуре Т=500 К. 3.Построить графики зависимости: и - в том интервале температур, для которого справедливо выведенное уравнение зависимости 4.Определить графически как при и сравнить полученный результат с рассчитанным по формуле Решение. Таблица 1 Вещество , Дж/моль∙К Температурный интервал -601,49 48,98 3,14 -11,44 298…3000 -241,8 30,0 10,71 0,33 298…2500 -924,6 46,99 102,85 - 298…541 - 78,98 13,85 -11,11 298…541 - 46,99 102,85 - 298…2500 -16,9 31,99 -89 -11,11 298…2500 81,3 - - - Из данных, приведенных в таблице, получаем: Проверяем С учетом последнего выражения найдем интегрированием уравнения Кирхгофа в пределах от 298 до Т (Т £ 1000): Результаты расчетов по уравнениям представлены в табл. 2. Таблица 2 T, К , Дж/К , Дж/К , Дж/К , Дж 300 70,791 77,760 -6,969 81060 325 72,963 80,331 -7,368 80880 350 74,758 82,903 -8,145 80690 375 76,273 85,474 -9,201 80470 400 77,576 88,046 -10,47 80220 425 78,715 90,618 -11,903 79440 450 79,726 93,189 -14,74 79620 475 80,635 95,761 -15,126 79260 500 81,461 98,332 -16,871 78860 525 82,222 100,90 -18,678 78410 541 82,667 102,55 -19,883 77920 На рис. 1 и 2 представлено изменение ; и в зависимости от температуры, а также определение при Т1 = 310 К.
Строим графики зависимостей: и Определяем графически, как при и сравниваем полученный результат с рассчитанным по формуле по модулю
Самостоятельная работа № 2
Вариант № 8 В таблице 1 для некоторого чистого вещества приведены молекулярная масса (кг/кмоль), плотности в твердом и жидком состояниях (и в кг/м3) при температуре трехфазного равновесия (тройная точка), и экспериментальные данные [2] по упругости паров над твердым и жидким веществом при разных температурах. Необходимо: 1) по графикам зависимостей от или аналитически рассчитать численные значения постоянных коэффициентов в интегральных уравнениях Клаузиуса — Клапейрона 2) вычислить средние для исследованных интервалов температур теплоты испарения, возгонки и плавления; определить координаты тройной точки (параметры трехфазного равновесия); 3) вычислить величину , характеризующую наклон линии фазового равновесия "" в тройной точке; 4) построить диаграмму фазовых равновесий вещества; 5) вычислить температуру плавления вещества при заданном внешнем давлении Р (Па) и оценить нормальную температуру кипения; 6) рассчитать изменение внутренней энергии, энтальпии, свободных энергий Гиббса и Гельмгольца для процесса равновесной возгонки 1 моля вещества при температуре тройного равновесия. Таблица 1 Вариант Твёрдое состояние Жидкое состояние Условия 8 276,6 278,2 279,2 280,2 281,4 1413 1706 1879 2066 2372 277,2 279,2 281,4 283,2 285,2 288,7 1826 2082 2372 2626 2932 3279 ; ; ; Решение: 1. Интегрирование уравнения Клаузиуса — Клапейрона в предположении постоянства теплот испарения и возгонки , дает выражения: потенцирование, которых приводит к зависимости в явном виде давлений насыщенных паров от температуры: Графики линейных зависимостей от представлены на рис. 3 по данным, приведенным в табл. 5. По положению прямых на рис. 3 возможно графическое определение постоянных А и В в уравнениях . После чего теплоты испарения и возгонки можно определить из соотношений: и . Такие расчеты связаны с ошибками из-за достаточно произвольного проведения прямых линий по экспериментальным точкам. Для более точного аналитического расчета параметров уравнения Клаузиуса — Клапейрона воспользуемся методом наименьших квадратов. Постоянные А и В уравнения , где и , можно рассчитать из известных соотношений: Таблица 5 Равновесие твёрдое вещество — газ 1 1413 7,2535 276,6 0,00361 1,300×10–5 0,0261 1421 2 1706 7,4419 278,2 0,00359 1,288×10–5 0,0267 1687 3 1879 7,5385 279,2 0,00358 1,281×10–5 0,0271 1877 4 2066 7,6334 280,2 0,00356 1,267×10–5 0,0274 2086 5 2372 7,7715 281,4 0,00355 1,260×10–5 0,0279 2365 n = 5 37,6388 0,01789 6,396∙10–5 0,1352 Равновесие жидкость — газ i
1 1826 7,50988 277,2 0,00360 1,296×10–5 0,0270 1836,324 2 2082 7,64108 279,2 0,00358 1,281×10–5 0,0273 2071,554 3 2372 7,77148 281,4 0,00355 1,260×10–5 0,0275 2360,579 4 2626 7,87321 283,2 0,00353 1,246×10–5 0,0277 2622,843 5 2932 7,98344 285,2 0,00350 1,225×10–5 0,0279 2943,963 6 3279 8,09529 288,7 0,00346 1,197×10–5 0,0281 3589,551 n = 6 46,874 0,02122 7,511×10–5 0,1655 где n — число измерений. При использовании данных таблицы получим: 2. Из полученных уравнений рассчитываем среднюю теплоту испарения и возгонки: . Теплоту плавления вещества в тройной точке найдем по закону Гесса: DНпл = DНвозг – DНисп = 68716,04−38776,49=29939,55 Дж/моль. 3. Вычислим dT/dp в тройной точке из уравнения: Координаты тройной точки определяем совместным решением уравнений: Ттр.т = 281 К; Ртр.т = 2289,5 Н/м2. 4. На рис. 4 приведены кривые зависимостей давлений насыщенного пара от температуры для твердого и жидкого вещества, рассчитанные по уравнениям . Эти линии определяют параметры фазовых равновесий «тв ® газ» и «ж ® газ». При имеющейся информации линию фазовых равновесий «тв ® ж» проводим с учетом углового коэффициента этой линии в тройной точке , который считается независящим от давления (температуры). Получается практически вертикальная линия с неуловимым наклоном вправо. На диаграмме представлены исходные экспериментальные данные. 5. Температуру плавления вещества при давлении вычислим по формуле: Отсюда Рис. 2. Температурная зависимость давлений насыщенного пара для твердого и жидкого вещества Нормальную температуру кипения вещества оценим, подставив в уравнение . Получим 6. Изменение термодинамических функций для процесса равновесной возгонки 1 моля вещества при условиях трехфазного равновесия составят: Энергии Гиббса Энергии Гельмгольца Энтальпии Внутренней энергии
Самостоятельная работа № 3
Вариант № 8

1. Выразить и через равновесное число молей продукта х, если исходные вещества А и В взяты в стехиометрических количествах при общем давлении равновесной газовой смеси Р и температуре Т, К;
2. Рассчитать и при 300 К, если 3. Вычислить равновесное количество вещества С при давлении в равновесной системе и рассчитайте степень превращения вещества А и В. A + B = 3C Решение: А В 3С 1), что говорит о том, что смесь неравновесная Равновесные парциальные давления определим по закону Дальтона: ; ; где - общее давление. Закон действующих масс для данной реакции запишется так: Константу находим из соотношения: 2) Расчет и при заданной температуре, давлении и известном значении х 3) При изменении давления изменяется параметр х, температура остаётся неизменной, значение не меняется. молей Равновесное количество вещества равно: молей Рассчитаем степень превращения веществ А и В: , условие выполнено. Самостоятельная работа №4 Вариант № 8 Гетерогенная реакция между веществами А и В (табл. 1) протекает при постоянной температуре Т; 1) определите стандартное сродство веществ А и В при 298 К; 2) вычислите константы равновесия и при температуре Т; 3) определите количество прореагировавшего твёрдого вещества А, если объём системы V м3, а исходное давление газа В равно Р1, объёмом твердой фазы можно пренебречь; 4) определите изменение энергии Гиббса, для начала реакции, если исходное давление газообразных веществ В и С соответственно равны Р2 и Р3, реакция протекает при температуре Т, К идеально обратимо. Таблица 1 Реакция Т, К Па Па Па м3 773 10 705 800 2 Решение: 1) Вычисление стандартного сродства веществ А и В при 298 К; 2)Вычисление констант равновесия и при температуре 773 К. Вещество , Дж/моль∙К Температурный интервал 0 16,86 4,77 – 8,54 298…2500 0 31,46 3,39 – 3,77 298…3000 -110,53 28,41 4,10 – 0,46 298…2500 - 28,41 4,10 – 0,46 298…2500 - 48,32 8,16 12,31 298…2500 -9,47 – 19,91 –4,06 –12,77 298…2500
Константу равновесия можно найти из соотношения: 3)Определение количества прореагировавшего твёрдого углерода, если объём системы м3, а исходное давление газа равно Па , что говорит о том, что смесь неравновесная 2 , Равновесные парциальные давления определим по закону Дальтона: ; ; где - общее давление. Закон действующих масс для данной реакции запишется так: С учетом того, что углерода расходуется в 2 раза больше, чем кислорода, то количество прореагировавшего углерода составит 0,005 молей. 4) Определение изменения энергии Гиббса для начала реакции Самостоятельная работа № 5
Вариант 8 Зависимость константы равновесия реакции от температуры (табл. 9) выражается уравнением коэффициенты a, b, c и d приведены в табл. 1, давление выражено в Паскалях: 1. определите константу равновесия реакции при Т, К; 2. постройте график зависимости в интервале температур от (Т – 100) до (Т + 100) К; 3. укажите, как изменяется константа равновесия при повышении температуры; 4. определите тепловой эффект реакции при Т, К; 5. сопоставьте тепловой эффект, вычисленный в п. 4, с тепловым эффектом, вычисленным по закону Кирхгофа при температуре Т, К; 6. определите стандартное сродство реагирующих веществ при температуре Т, К. Реакция (А) К Т, К 500 Таблица 1 a b c d – 4600 0,623 – 0,001 02 17,776 Решение: 1)Определение константы равновесия при 500 К. Заменяем десятичный логарифм натуральным, для чего умножаем обе части уравнения на . Подставляем значение Т в полученное уравнение: 2)Построение графика зависимости в интервале температур от 400 до 600 К; 400 7,489 475 9,724 550 10,558 425 8,156 500 9,747 575 10,908 450 8,747 525 10,173 600 11,228 3) Константа равновесия при повышении температуры увеличивается. Принимаем Т=1000К и повторяем расчет. Функция экспоненты в степени х является возрастающей, значит чем больше значение логарифма функции, тем больше сама функция. 4)Определение стандартного теплового эффекта при Т=500К 5)Сопоставление теплового эффекта, вычисленного в п. 4, с тепловым эффектом, вычисленным по закону Кирхгофа при температуре 500 К; Сначала вычисляем стандартный тепловой эффект при 298 К.
Вычисление теплоёмкостей конечных и исходных продуктов реакции. Значения и взяты из приложения 1 методического пособия.
Небольшая разница возникает из-за погрешности вычисления. 6) Вычисление стандартного сродства веществ А и В при 500 К;
Самостоятельная работа №7
Вариант № 8
Вычислите константу равновесия Кр реакции при заданной температуре Т. Для расчета воспользоваться методом Темкина — Шварцмана и прил. 1 и 2. Реакция Т, К 400 Воспользуемся формулой: Вещество , Дж/моль∙К 5,75 175,11 — – 57,85 28,41 4,10 – 0,46 — 22,47 201,80 — – 63,50 22,47 201,80 — – 63,50 34,16 179,21 – 0,46 – 57,85 −11,69 22,59 – 0,46 – 5,65


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Компания Mazda
Реферат Суть теории биосферы В.И. Вернадского
Реферат Воспитательная проблематика фольклора
Реферат Актуальные проблемы критического анализа буржуазных социологических теорий
Реферат Договор на выполнение работ подряд на основе материалов УП Минский
Реферат Основные теоретические положения органической химии. Насыщенные (предельные) углеводороды
Реферат Разработка операционной технологии вспашки пласта однолетних трав при возделывании ячменя
Реферат Возможности пакета Mathcad, СУБД Microsoft Access
Реферат А. С. Пушкина Цели урока: расширить знания детей о творчестве А. С. Пуш­кина; развить речь, творческие способности детей. Подготовка к урок
Реферат Организация физического воспитания и спортивной работы в ВУЗе
Реферат Амадей I король Испании
Реферат Математическое моделирование естествознания
Реферат Структура рынка информационных ресурсов
Реферат Общие проблемы психологии
Реферат Синдром дефицита внимания и гиперактивности