Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Сборник примеров и задач по физической химии. Химическая термодинамика (часть II)

Голосов: 7

Сборник содержит фундаментальные положения и уравнения, необходимые для понимания и решения задач по химической термодинамике. В нем приведено большое количество примеров с подробным изложением хода решения задач. Даны наиболее типичные задачи и ответы на них по термохимии и термодинамическим потенциалам химических процессов (часть I), термодинамике растворов, фазовым и химическим равновесиям (часть II). Задания, включенные в настоящий сборник, апробированы на кафедре физической химии Воронежского государственного университета.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
                                                      51
                                             1
                              ∆So = So О2 − So 2 − So =
                                298    С         О     CO
                                             2
                 Дж       1          Дж                 Дж                 Дж
      = 213,68           −  205,03           − 197,54           = −86,38            .
               К ⋅ мо л ь 2        К ⋅мо л ь          К ⋅мо л ь          К ⋅ мо л ь

П о д ст им числ о в ы значе ния в (П –
        ав            е                4.13) и рассчит м ст арт ю ко нст у
                                                      ае   анд ну       ант
ре акции:

                              Д ж                         Д ж               Д ж
    ∆G o = −282,99 ⋅ 103
       298                         − 298,15 K ⋅  −86,38          = −257236       .
                             мо ль                      К ⋅мо ль           мо ль
                                                Д ж
                                     −257236
                       ln K = −               мо ль       = 103,77,
                                        Д ж
                                8,314          ⋅ 298,15 К
                                      К ⋅мо ль
                                           K = 1,087 ⋅ 1045.

У чт м , чт ст арт ко нст а рав но в е сия св язана с ко нст о й рав но в е сия
     е       о анд  ная  ант                                ант
К Р со о т ше ние м
          но

                                                     ( )
                                                               ∆ν
                                          K P = K o ⋅ po
                                                       i            ,                                (П –4.14)


гд е po – ст арт е парциал ьно е д ав л е ние, po = 101325 П а; ∆ν – приращение
      i       анд      но                              i
числ а м о л ь в о в рем я ре акции; д л я рассм ат ае м о й ре акции ∆ν = 1 – 1 – 1/2 =
                                                   рив
–1/2. Т аким о бразо м ,
                                                                                                1
                                                           −
                                                               1                            −
                 K P = 1,087 ⋅ 10   45
                                         ⋅ (101325 П а )       2   = 3,416 ⋅ 10   42
                                                                                       Па       2.


Б о л ьшо е значе ние К Р у   казы ае т на т , чт при ст арт х у о в иях
                                  в         о    о          анд   ны      сл
рав но в е сие рассм ат ае м о й ре акции сил ьно сд в ину о в прав о , в ст ро ну
                       рив                                т                  о
о бразо в ания про д у о в реакции.
                      кт


        П ример 4.10. Д л я расче т ∆G o ре акций о бразо в ания х л о рид а св инца из
                                       а
т е рд о го св инца бы о пре д л о ж е но у не ние :
 в                    л                    рав

 ∆G o = 356493 − 34,656 ⋅ T ⋅ ln T + 15,113 ⋅10 −3 ⋅ Т 2 − 12, 468 ⋅10 −6 ⋅ Т 3 + 100,46 ⋅ Т ,
    T,1

а из ж ид ко го св инца – у не ние
                           рав

 ∆G o = 347573 − 39,133 ⋅ T ⋅ ln T + 5,908 ⋅10 −3 ⋅ Т 2 + 24,476 ⋅10 −6 ⋅ Т 3 + 214,22 ⋅ Т .
    T,2


                                              52
Н айт у не ние зав исим о ст lnK = f (T) д л я про це сса Pb (ж .) ! Pb (т .).
     и рав                  и                                             в
      Р ешен и е:
      С о ст им зам кну у сх е м ут х у
            ав         тю          ре казанны в у о в ии про це ссо в :
                                                 х     сл

                                              ∆G
                            Pb (ж .)                              в
                                                             Pb (т .)

                               ∆G2                            ∆G1

                                               PbCl2


И сх о д я из т го , чт э ргия Гиббса яв л яе т ф у
               о       о не                    ся нкцие й со ст яния, им е е м :
                                                               о

                                       ∆G = ∆G2 – ∆G1,

 ∆Go = ∆Go − ∆Go = 347573 − 39,133 ⋅ T ⋅ lnT + 5,908 ⋅10−3 ⋅ Т 2 + 24,476 ⋅10−6 ⋅ Т 3 +
   T     T,2   T,1

+214,22 ⋅ Т − 356493 + 34,656 ⋅ T ⋅ lnT − 15,113 ⋅10−3 ⋅ Т 2 + 12,468 ⋅10−6 ⋅ Т 3 + 100,46 ⋅ Т =
        = −8920 − 4,477 ⋅ T ⋅lnT − 9,205 ⋅10−3 ⋅ Т 2 + 36,945 ⋅10−6 ⋅ Т 3 − 113,76 ⋅ Т .

И з у не ния (4.18) нах о д им зав исим о ст lnK о тт м пе рат ры
     рав                                    ь        е        у :

                                                      −3 2                 −6 3
        ∆Go T = − −8920 − 4,477 ⋅ T ⋅ lnT − 9,205 ⋅10 ⋅ Т + 36,945 ⋅10 ⋅ Т + 113,76 ⋅ Т ;
lnK = −
         RT                                           RT
               1073
        ln K =       + 0,538 ⋅ ln T + 1,107 ⋅ 10−3 ⋅ Т − 4,444 ⋅ 10−6 ⋅ Т 2 − 13,683 .
                 T


       П ример 4.11. Вы      числ ит по м е т д у Т е м кина-Ш в арцм ана ко нст у
                                    ь          о                                ант
рав но в е сия К Р д л я ре акции С (т .) + С О2(г.) ! 2С О (г.), про т кающ е й при
                                      в                                е
1200 К и 101325 П а, и найт со ст рав но в е сно й см е си в о бъе м ны про це нт .
                                и     ав                                 х        ах
Зав исим о ст т пл о е м ко ст о т т м пе рат ры д л я ре аге нт в в ы ают
              ь е              и         е       у                  о      раж     ся
у не ниям и:
 рав

                С Р (CO) = 26,53 + 7,68⋅10–3⋅Т (Д ж /(К⋅м о л ь));
                С Р (CO2) = 44,14 + 9,04⋅10–3⋅Т –8,535⋅105⋅T–2 (Д ж /(К⋅м о л ь));
                С Р (C) = 17,15 + 4,27⋅10–3⋅Т –8,786⋅105⋅T–2 (Д ж /(К⋅м о л ь));

        Р ешен и е:
        И з у не ния (4.30), счит С О2 и С О при у
              рав                ая               казанных                            у о в иях
                                                                                       сл
ид е ал ьны и газам и, им е е м
            м


                                                     53

          ∆Ho       o                                                                             
            298 + ∆S298 + 1 ⋅ 
lnK = −
           RT      R      R 
                              
                                      ∑
                                      i
                                          νiaiM0 +   ∑
                                                     i
                                                         νibiM1 +     ∑
                                                                      i
                                                                           νiciM1 +   ∑
                                                                                      i
                                                                                          νici′M−2  . (П –
                                                                                                   
                                                                                                   
                                                                                                           4.15)


П о л ьзуясь т ице й 2 П рил о ж е ния (Ч аст I) по ф о рм у ам (1.14) и (2.8)
               абл                           ь              л
вы  числ яе м ∆Ho и ∆So :
                 298  298


                 ∆Ho = 2 ⋅ ∆Ho бр.С О,298 − ∆Ho бр.С О2 ,298 − ∆Ho бр.С ,298 =
                   298       о                о                  о
                  = 2 ⋅ ( −110,52 кД ж ) − ( −393,51кД ж ) − 0 = 172,47 кД ж .
                          ∆So = 2 ⋅ So О,298 − So О2 ,298 − So ,298 =
                            298      С          С            С
             = 2 ⋅ 197,54 Д ж / К − 213,68 Д ж / К − 5,74 Д ж / К = 175,66 Д ж /К.

П о у не ниям д л я т пл о е м ко ст й в ы
     рав             е              е     числ яе м            ∑ ν a , ∑ ν b , ∑ ν c′ :
                                                                  i
                                                                          i i
                                                                                i
                                                                                    i i
                                                                                             i
                                                                                                 i i


                         ∑ν a
                          i
                                i i   = 2 ⋅ 26,53 − 44,14 − 17,15 = −8,23;

                    ∑ ν b = ( 2 ⋅ 7,68 − 9,04 − 4,27 ) ⋅10
                     i
                         i i
                                                                      −3
                                                                           = 2,05 ⋅ 10−3 ;

                         ∑ ν c′ = (8,535 + 8,786 ) ⋅10
                          i
                                i i
                                                              5
                                                                  = 17,321 ⋅ 105.

П о т ице 5 нах о д им М 0, М 1 и М –2 д л я Т = 1200 К: М 0 = 0,6410; М 1 =
     абл
0,3389⋅103; М –2 = 0,3176⋅10–5. П о д ст ив найд е нны значе ния в у не ние
                                        ав            е             рав
(П –4.15), по л учим lnК = 3,952; К = 52,039.
      Вы  числ яе м К Р по у не нию (П –
                            рав           4.14)


                  K P = K ⋅ po
                             i ( )    ∑ νi
                                      i      = 52,039 ⋅101325 П а = 5272852 П а .

Н ах о д им со ст рав но в е сно й см е си д л я рассм ат ае м о й ге т ро генно й
                 ав                                      рив           е
ре акции, по л ьзу т м , чт
                  ясь е    о
                                   p2
                             K P = С O = 5272852 П а .
                                  pС O2

Есл и в зят д л я ре акции 1 м о л ь С О2 и о бо значит че ре з х числ о м о л ь
             ь                                                 ь
о бразо в ав ше го ся С О, т в рав но в е сно й см е си бу е тнах о д ит (1– ) м о л ь
                            о                             д             ься 0,5х
С О2. Общ е е числ о м о л ь э о й см е си со ст ит ∑ n i = 1 − 0,5 x + x = 1 + 0,5 x .
                                 т                    ав
П арциал ьны д ав л е ния ре аге нт в о пре д е л яют в ы е ниям и
               е                   о                  ся раж

                                          1 − 0,5 x                 x
                              pCO2 =                ⋅ P ; pCO =           ⋅P.
                                          1 + 0,5 x             1 + 0,5 x


                                                 54
Т аким о бразо м , по л у м у не ние д л я расче т х :
                         чае рав                  а

                                           x2
                              KP =                    = 5272852 П а,
                                      1 − 0, 25 x 2

ре ше ние ко т ро го д ае тх = 1,99 м о л ь. Ч исл о м о л ь С О2 в рав но в е сии
                   о
бу е т рав но 1 – 0,5х = 0,005 м о л ь. Все го в см е си им е е т 1 + 0,5х = 1,995 м о л ь,
   д                                                             ся
сл е д о в ат л ьно , о бъе м ны про це нт С О рав е н (1,99/1,995)⋅100 = 99,99%;
             е                  й
о бъе м ны про це нтС О2 100 –99,99 = 0,01%.
             й


        П ример 4.12. Рассчит ь ко нст урав но в е сия д л я о бразо в ания HCl при
                                     ат          ант
298,16 К, по л ьзу значе ниям и ст арт х прив е д е нны э ргий Гиббса при
                         ясь                  анд    ны                 х не
298,16 К и ст арт х э ал ьпий о бразо в ания при 0 К.
                  анд        ны нт
        Р ешен и е:
        Х л о ро в о д о ро д о бразу т по у не нию ре акции H2 + Cl2 ! HCl. Д л я
                                     е ся        рав
по иска ко нст ы рав но в е сия э о й ре акции в о спо л ьзу м ся у не ние м (4.31) в
                   ант                   т                         е       рав
ф о рм е
                             
                          1   G o − Ho           G o − Ho       G o − Ho 
             ln K = − ⋅ 2 ⋅  T           0
                                                 − T      0
                                                                 − T       0
                                                                                +
                         R        T                 T              T    
                                           HCl             H2             Cl2

                               ( 1
                               + ⋅ 2 ⋅ ∆Ho
                                 T
                                                      o         o     
                                           0,HCl − ∆H 0,H2 − ∆H 0,Cl2  .
                                                                      
                                                                          )
П о т ице 2 П рил о ж е ния нах о д им д л я Т = 298,16 К:
     а6л

                                      G o − Ho 
          Ве ще ст о
                  в                   T
                                     
                                              0 , Д ж /(К⋅м о л ь)
                                                
                                                                                ∆H o , кД ж /м о л ь
                                                                                    0,i
                                          T    
             Н2                              –102,257                                    0
             Cl2                             –192,255                                    0
             HCl                             –157,862                                   91,38

П о д ст л яя со о т е т в у
        ав          в ст ющие значе ния в у не ние , по л у м :
                                           рав             чае

                        1                             Д ж                  Д ж 
     ln K = −                      ⋅  2 ⋅  −157,862          −  −102,257         −
                          Д ж                       К ⋅мо ль             К ⋅мо ль
                8,314
                        К ⋅мо ль
                        Д ж           1                             Д ж  
          −  −192,255             +                 ⋅  2 ⋅  −91380            = 76, 28;
                      К ⋅ м о л ь  298,16 К                        м о л ь  
                                         K = 1,34 ⋅ 1033.


                                                55
                                          4.4. За чи
                                                 да

231. Ж е л е зо -паро в о й спо со б про изв о д ст а в о д о ро д а о сно в ан на ре акции:
                                                     в
                                 H 2O + Fe(т .) ! FeO(т .) + H 2 .
                                               в              в
    П ри т м пе рат ре 973 К и д ав л е нии 101325 П а в рав но в е сно й см е си
              е          у
    со д е рж ит 63% H2. Опре д е л ит ко нст уК Р.
                  ся                           е       ант
       О твет: 1,7027.
232. Д л я ре акции С (т .) + H2O ! CO + H2 при т м пе рат ре 973 К и д ав л е нии
                             в                                   е           у
     101325 П а д о л я С О в рав но в е сно й сист м е со ст л яе т0,418. Опре д е л ит
                                                           е           ав                          е
     К Р при э о й т м пе рат ре .
                 т е               у
       О твет: 107951 П а.
233. Ко нст а рав но в е сия ре акции H2 + I2 ! 2HI при 717 К рав на 46,7.
              ант
     Опре д ел ит ко л иче ст о разл о ж ив ше го ся HI при нагре в ании 1 м о л ь HI д о
                     ь              в
     717 К.
       О твет: 0,2264 м о л ь.
234. Ко нст а рав но в е сия ре акции PCl3 + Cl2 ! PCl5 при 500 К рав на
              ант
     К Р=2,961⋅10–5 П а–1. Опре д е л ит ст пе нь д иссо циации при э о й
                                                   ь      е                                      т
     т м пе рат ре , е сл и о бще е д ав л е ние рав но 810600 П а.
       е          у
       О твет: 0,2.
235. П ри 1103 К и 101325 П а ст пе нь д иссо циации серо в о д о ро д а со гл асно
                                               е
     у не нию 2H2S !
       рав                              2H2 + S2 рав на 0,087. Опре д е л ит ко нст у  ь        ант
     рав но в е сия К Р э о й ре акции.
                            т
       О твет: 38,354 П а.
236. Ж е л е зо        и       в о д яно й       пар      ре агиру    ют       по        у не нию:
                                                                                          рав
      H 2O + Fe(т .) ! FeO(т .) + H 2 . П ри Т = 1000 К и о бщем д ав л е нии 101325
                     в                в
     П а парциал ьно е д ав л е ние в о д о ро д а рав но 65260 П а. Вы         числ ит ко нст у
                                                                                        ь       ант
     рав но в е сия.
       О твет: 1,8095.
237. П о д д ав л е ние м 101325 П а и при 1000 К ко нст а рав но в е сия К Р ре акции
                                                                  ант
                                      С (граф ит + С О2 ! 2CO
                                                 )
    рав на 1,886⋅105 П а. Опре д е л ит со ст газо в о й ф азы в со ст янии
                                                   ь        ав                                о
    рав но в е сия.
       О твет: 27,92%; 72,08%.
238. П ри 329 К и 34800 П а N2O4 д иссо цииру тна 63% со гл асно у не нию
                                                        е                           рав
                                            N2O4 ! 2NO2.
    Опред е л ит по д каким д ав л е ние м ст пе нь д иссо циации при у
                    ь,                                  е                                  казанно й
    т м перат ре бу е трав на 0,5.
      е          у        д
       О твет: 68706 П а.
239. В газо в о й см е си, со ст яще й из 1 м о л ь С О и 1 м о л ь Н 2О, про т кае тре акция
                                    о                                                е
                                      CO + H2O(г.) ! CO2 + H2.
     Ч исл о м о л ь С О в со ст янии рав но в е сия рав но 0,16. Н айт ко нст у
                                         о                                             и        ант
     рав но в е сия у  казанно й ре акции.
       О твет: 27,56.


                                              56
240. П ри 823 К и 101325 П а из 1 м о л ь С О и 1 м о л ь Cl2 к м о м е нт д о ст ения
                                                                              у       иж
     рав но в е сия о бразу т 0,2 м о л ь С ОCl2. Опре д е л ит К Р и К С ре акции
                               е ся                               ь
                                        CO + Cl2 ! COCl2.
                              –     –
       О твет: 5,551⋅10 П а ; 0,03798 м 3/м о л ь.
                               6     1

241. П ри 303 К ко нст а рав но в е сия К Р ре акции
                             ант
                                        SO2Cl2 ! SO2 + Cl2
    рав на 2938 П а. Вы       числ ит ст пе нь д иссо циации SO2Cl2 при 303 К и о бщем
                                       ь е
    д ав л е нии 50663 П а.
       О твет: 0,234.
242. П ри 510 К ко нст а рав но в е сия К Р ре акции PCl3 + Cl2 ! PCl5 рав на
                              ант
                  –6     –1
     9,869⋅10 П а . Опре д е л ит 1) ст пе нь д иссо циации PCl5 по д о бщим
                                          ь:       е
     д ав л е ние м 506625 П а; 2) при како м д ав л е нии ст пе нь д иссо циации PCl5
                                                                   е
     бу е трав на 20%.
         д
       О твет: 1) 0,408; 2) 2431,8 кП а.
243. Ко нст а рав но в е сия ре акции 2HI ! H2 + I2 при 718 К рав на 0,02.
              ант
     Опре д ел ит ст пе нь д иссо циации HI при у
                      ь е                                 казанно й т м пе рат ре .
                                                                       е      у
       О твет: 0,22.
244. Ко нст а рав но в е сия ре акции H2 + I2 ! 2HI при 718 К рав на 50. С ко л ько
              ант
     м о л ь HI по л у ся, е сл и нагре т д о э о й т м пе рат ры 1,27 г йо д а и 0,02 г
                         чит                    ь    т е            у
     в о д о ро д а? Ч е м убу у рав ны парциал ьны д ав л е ния в се х газо в , е сл и о бъе м
                                д т                     е
     рав но в е сно й см е си рав е н 0,001 м ?  3

       О твет: 9,344 м м о л ь; 31804 П а, 1957 П а, 55789 П а.
245. В со су , со д е рж ащ ий не ко т ро е ко л иче ст о т е рд о го йо д а, в в е д е н
                 д                            о               в      в
     в о д о ро д . С о су запаян и нагре тд о 718 К . П о сл е наст пл е ния рав но в е сия
                          д                                               у
     газо в ая см е сь со д е рж ал а 62,33% (о бъе м н.) HI; 35,48% (о бъе м н.) Н 2 и 2,19%
     (о бъе м н.) I2. Опре д е л ит ко нст у рав но в е сия ре акции H2 + I2 ! 2HI и
                                      ь       ант
     ст пе нь д иссо циации HI при э о й т м пе рат ре .
         е                                   т е          у
       О твет: 50; 0,22.
246. П о д о бщим д ав л е ние м 101325 П а NO2 распад ае т на 5% по у не нию
                                                                ся            рав
                                        2NO2 ! 2NO + O2.
    Опред е л ит ко нст урав но в е сия К Р.
                     ь        ант
       О твет: 6,846 П а.
247. П ри т м пе рат ре 2773 К и д ав л е нии 101325 П а ст пень д иссо циации
               е          у                                               е
     в о д яно го пара рав на 4,25%. Опре д е л ит К Р ре акции 2Н 2О ! 2Н 2 + О2.
                                                      ь
       О твет: 4,154 П а.
248. Вы    числ ит в ы о д ам м иака, е сл и исх о д ная см е сь со ст ял а из 3 м о л ь Н 2 и
                     ь     х                                               о
     1 м о л ь N2. Ко нст а рав но в е сия К р ре акции 3H2 + N2 ! 2NH3 рав на
                               ант
                  –13    –2
     1,334⋅10 П а . Рав но в е сно е д ав л е ние 1013250 П а.
       О твет: 17,82%.
249. Газо в ая см е сь, со ст ящая из рав ны о бъе м о в HCl и О2, ре агиру тпри
                                   о                 х                                 е
     1073 К. П о сл е наст пл е ния рав но в е сия в рав но в е сно й см е си со д е рж ит
                                 у                                                           ся
     18,66% (м о л .) Cl2 при д ав л е нии 101325 П а. Опре д е л ит ко нст урав но в е -
                                                                         ь    ант
     сия ре акции 4HCl + O2 ! 2Cl2 + 2H2O при 1073 К.


                                                57
       О твет: 2,9⋅10–5 П а–1.
250. П о д д ав л е ние м , рав ны 98659 П а, при Т = 453 К из пе чи д л я сж игания
                                     м
     се ры в ы о д ит рав но в е сная газо в ая см е сь сл е д у
                  х                                                         юще го со ст а: 1,1%
                                                                                        ав
     (о бъе м н.) SO3; 8,2% (о бъе м н.) SO2; 10% (о бъе м н.) O2; 80,7% (о бъе м н.) N2.
     Опре д ел ит К Р ре акции 2SO2 + O2 ! 2SO3.
                    ь
       О твет: 1,824⋅10–6 П а–1.
251. Ко нст а рав но в е сия ре акции С + 2H2O ! CO2 + 2H2 К Р рав на 0,78
              ант
     при Т = 1400 К. Опре д е л ит со ст рав но в е сно й газо в о й ф азы по д о бщим
                                           ь       ав
     д ав л е ние м 101325 П а.
       О твет: 27,12%; 24,29%; 48,59%.
252. У гл е ро д в заим о д е йст у т с С О2 по у не нию С + С О2 ! 2С О. В
                                    в е                   рав
     со ст янии рав но в е сия при T = 900 К и Р = 101325 П а газо в ая ф аза
            о
     со д е рж ит35,28% (м о л .) С О. Опре д е л ит К Р и про це нт е со д е рж ание С О в
                                                         ь                    но
     рав но в е сии по д о бщим д ав л е ние м , рав ны 1013250 П а.
                                                           м
       О твет: 19487 П а; 12,94%.
253. Ко нст а рав но в е сия К Р ре акции
              ант
                                              в
                              H2S (г.) + I2 (т .) ! 2HI (г.) + S (т .)    в
     рав на 1,35 П а при 333 К. Ч е м урав на м о л ьная д о л я HI в газо в о й ф азе при
     333 К и д ав л е нии 101325 П а?
       О твет: 3,643⋅10–3.
254. П ри 713 К ко нст а рав но в е сия ре акции
                            ант
                                       в                       в
                             Sb2S3 (т .) + 3Н 2 ! 2Sb (т .) + 3H2S
     рав на 0,429. Ч е м у рав на м о л ьная д о л я в о д о ро д а в газо в о й ф азе ? Б у е тл и
                                                                                            д
     рав но в е сны со ст газо в о й ф азы зав исе т о то бщ е го д ав л е ния?
                      й        ав                          ь
       О твет: 0,5701; не т       .
255. П ри 375 К ко нст а рав но в е сия ре акции
                                   ант                                        SO2 + Cl2 ! SO2Cl2
                                         3
     рав на        К С = 0,00927 м /м о л ь. Опре д е л ит ко нце нт
                                                                  ь              рацию SO2Cl2 при
     рав но в е сии, е сл и исх о д ны ко нце нт
                                         е            рации SO2 и Cl2 рав ны 1 км о л ь/м 3 и 2
     км о л ь/м 3 со о т е т в е нно .
                         в ст
       О твет: 910 м о л ь/м 3.
256. Ам ил е н и у сная кисл о т реагиру по у не нию
                      ксу                а            ют      рав
                            С 5Н 10 + С Н 3С ООН ! С Н 3С ООС 5Н 11.
    Ч е м урав на К С , е сл и 0,00645 м о л ь ам ил е на и 0,001 м о л ь у сно й кисл о т ,
                                                                                   ксу          ы
    раст о ре нны в 845 м л ине рт го раст о рит л я, ре агиру , о бразу
           в           е                          но           в        е              ют         я
    0,000784 м о л ь э ира?
                          ф
       О твет: 0,541 м 3/м о л ь.
257. П ри 298 К 1 м о л ь э ано л а см е шив аютс 0,091 м о л ь аце т ьд е гид а; о бъе м
                                  т                                                ал
     см е си 63 м л . Н айд е но , чт по д о ст е нии рав но в е сия 90,72%
                                                о                иж
     аце т ьд е гид а про ре агиро в ал о по у не нию
            ал                                       рав
                      2С 2Н 5ОН + С Н 3С Н О ! С Н 3С Н (ОС 2Н 5) + Н 2О.
     Рассчит ь ко нст у рав но в е сия, пре д по л агая, чт раст о р ид е ал ьны
                ат             ант                                          о       в            й.
     Како в бу е тпро це нтпро ре агиро в ав ше го аце т ьд е гид а, е сл и ре акцио нная
                  д                                                ал
     см е сь разбав л е на д о 100 м л ине рт м раст о рит л е м ?
                                                  ны         в        е
                             3
       О твет: 0,073 м /км о л ь; 86,77%.


                                                58
258. Ко нст а рав но в е сия К Р ре акции
              ант
                          2B5H11(г.) + 2Н 2(г.) ! 2В4Н 10(г.) + В2Н 6(г.)
    при 373 К рав на 1,46⋅10–5 П а–1, а при 413 К – 5,4⋅10–6 П а–1. Оце нит сре д не е   е
    значе ние т пл о в о го э ф е кт в у
                     е            ф      а     казанно м инт рв ал е т м пе рат р д л я э о й
                                                                  е          е         у         т
    ре акции.
       О твет: –     31847 Д ж /м о л ь.
259. Ко нст а рав но в е сия ре акции Н 2 + I2 ! 2HI при 633 К рав на 61,6, а при
              ант
     718 К – 41,7. С рав нит сре д не е значе ние т пл о в о го э ф е кт и сро д ст о
                                    ь                          е               ф      а           в
     э о й ре акции при т пе рат ре 718 К. Вы
       т                       ем        у               числ ит изм е не ние э ро пии.
                                                                    ь                нт
       О твет: –     17345 Д ж /м о л ь; 22269 Д ж /м о л ь; 6,858 Д ж /(К⋅м о л ь)
260. Ко нст а рав но в е сия ре акции 2С О2 ! 2С О + О2 К Р рав на 4⋅10–16 П а
              ант
     при Т = 1000 К. Вы           числ ит ко нст у рав но в е сия э о й ре акции при
                                          ь         ант                          т
     Т = 2000 К, е сл и сре д не е значе ние т пл о в о го э ф е кт рав но 561325 Д ж .
                                                  е              ф         а
       О твет: 0,1832 П а.
261. Д ав л е ние д иссо циации HgCl⋅NH3 рав но 4693 П а при 440 К и 8825 П а при
     458 К. Опре д е л ит сре д не е значе ние т пл о в о го э ф е кт ре акции
                             ь                       е                ф      а
                                   HgCl⋅NH3 ! HgCl + NH3.
       О твет: 58781 Д ж /м о л ь.
262. Т е пл о в о й э ф е ктре акции PCl5 ! PCl3 + Cl2 в т м пе рат рно м инт рв ал е
                       ф                                                е         у         е
     о т 475 д о 575 К м о ж е т бы ь принят рав ны 91546 Д ж . С т нь
                                              т                          м                    епе
     д иссо циации PCl5 при 475 К и 101325 П а рав на 0,428. Опре д е л ит ст нь         ь епе
     д иссо циации PCl5 при 575 К и 202650 П а.
       О твет: 0,929.
263. Оксид рт т д иссо цииру тпо ре акции 2HgO(т .) ! 2Hg(г.) + О2(г.). П ри
                    уи                 е                            в
     693 К д ав л е ние д иссо циации рав но 51596 П а, а при 723 К – 107991 П а.
     Рассчит ь: 1) ко нст ы рав но в е сия при э их т м пе рат рах ; 2) э ал ьпию
                 ат             ант                         т е                у         нт
     д иссо циации 1 м о л ь HgO.
       О твет: 1) 2,035⋅1013 П а3, 1,866⋅1014 П а3; 2) 154 кД ж .
264. Д ав л е ние д иссо циации PbO при 600 К рав но 9,525⋅10–26 П а, а при 800 К –
     2,33⋅10–16 П а. Опре д е л ит т м пе рат ру при ко т ро й PbO бу е тразл агат
                                      ь е        у ,                о              д             ься
     на в о зд у е .
                  х
       О твет: 2739 К.
265. П ри како й т м пе рат ре ко нст а рав но в е сия ре акции
                        е       у          ант
                                     С О + Н 2О ! С О2 + Н 2
    рав на 27,56, е сл и при Т = 1080 К ко нст а рав но в е сия К Р = 1? Т е пл о в о й
                                                        ант
    э ф е ктре акции счит ь рав ны 41204 Д ж .
      ф                         ат          м
       О твет: 627 К.
266. Д ав л е ние д иссо циации С аС О3 при 1150 К рав но 66875 П а. Э нт ьпия             ал
     д иссо циации ∆Н = –          167360 Д ж . Опре д е л ит т м пе рат ру при ко т ро й
                                                                 ь е             у ,           о
     д ав л е ние д иссо циации С аС О3 рав но 101325 П а.
       О твет: 1178 К.


                                               59
267. Ко нст а рав но в е сия ре акции 2HCl ! H2 + Cl2 м о ж е тбы ь в ы е на
             ант                                                                     т     раж
                                −9586
     у не ние м lg K P =
       рав                              + 0, 44 ⋅ lg T − 2,16 .Опре д е л ит т пл о в о й э ф е кт
                                                                            ь е             ф
                                  T
     э о й ре акции при Т = 1000 К.
      т
       О твет: 187203 Д ж .
268. Зав исим о ст ко нст ы рав но в е сия ре акции 2С О + 2Н 2 ! С Н 4 + С О2 о т
                    ь         ант
     т м пе рат ры в ы ае т у не ние м
      е          у        раж      ся рав
                      11088
             lg K P =          + 3,113 ⋅ lg T − 2,85 ⋅ 10−3 ⋅ T − 13,22 ⋅ 10−6 ⋅ T 2 + 8,528 .
                         T
     Н айт т пл о в о й э ф е ктд анно й ре акции при 298 К.
           и е              ф
       О твет: –   222833 Д ж .
269. Ко нст а рав но в е сия ре акции С Н 4 ! С + 2Н 2 в ы ае т у не ние м
             ант                                                     раж     ся рав
                        3348
             lg K P = −        + 5,957 ⋅ lg T − 1,861 ⋅ 10−3 ⋅ T + 0,11 ⋅ 10−6 ⋅ T 2 − 11,79 .
                           T
     Н айт у не ние зав исим о ст ∆Н о тТ д л я д анно й ре акции.
           и рав                           и
       О твет: ∆H T = 64105+49,535 ⋅ T − 3,563 ⋅ 10−2 ⋅ T 2 + 4,212 ⋅ 10−6 ⋅ T3 .
270. Д л я ре акции гид риро в ания бе нзо л а д о цикл о ге ксана
                                 С 6Н 6(г.) + 3Н 2 ! С 6Н 12(г.)
     при 101325 П а в инт рв ал е 496ч549 К бы о пре д л о ж е но у не ние
                               е                          л                   рав
                              9590
                    lg K P =        − 9,9194 ⋅ lg T + 0,002285 ⋅ T + 8,565 .
                                T
    Н айт у не ние зав исим о ст т пл о в о го э ф е кт о т т м пе рат ры д л я
           и рав                             и е               ф      а        е          у
                                               o
    д анно й ре акции и рассчит ь ∆H 298 .
                                      ат
      О твет: ∆H = −183621 − 82,485 ⋅ T+0,04375 ⋅ T 2 ; –        204316 Д ж .
271. Ко нст а рав но в е сия ре акции 2Н !
            ант                                              Н 2 м о ж е т бы ь в ы е на
                                                                              т    раж
     у не ние м
      рав
                                    22570
                          lg K P =          − 1,504 ⋅ lg T − 5,773 .
                                       T
     Опре д ел ит т пл о в о й э ф е ктре акции при 800 К.
                  е е           ф
      О твет: –   442156 Д ж .
272. Ко нст а рав но в е сия К Р ре акции С + 2H2O ! CO2 + 2H2 при 1400 К
            ант
     рав на 79034 П а. Опре д е л ит со ст газо в о й ф азы при 1800 К, е сл и ∆Н
                                       ь       ав
     изм е няе т с т м пе рат ро й по у не нию
                ся е           у          рав
                ∆H T = 86559+5,36 ⋅ T + 16,53 ⋅ 10−3 ⋅ T 2 − 7,11 ⋅10−6 ⋅ T 3 .
      О твет: 12,67%; 29,11%; 58,22%; (м о л .)
273. П ри изу нии рав но в е сия д е гид риро в ания спирт
               че                                               а
                       2С 2Н 5ОН (г.) ! С Н 3С ООС 2Н 5 (г.) + 2Н 2
    в инт рв ал е т м пе рат р 454ч475 К бы о пре д л о ж е но прибл иж е нно е
            е         е         у                        л
    у не ние
      рав
                                            2100
                                 lg K P = −        + 4,66 .
                                              T


                                                 60
     Н айт ст арт ю э ал ьпию о бразо в ания э ира, е сл и ст арт э
            и анд           ну нт                                   ф                  анд      ная н-
     т ьпия о бразо в ания спирт рав на –
      ал                                  а          236440 Д ж /м о л ь.
      О твет: –     432671 Д ж /м о л ь.
274. Зав исим о ст ко нст ырав но в е сия о тт м пе рат ры д л я ре акции
                     ь        ант                         е         у
                                   Fe3O4 + H2 ! 3FeO + H2O
                                                 3378
    в ы ае т у не ние м lg K P = −
        раж      ся рав                                 + 3,648 , а д л я ре акции
                                                    T
                                      FeO + H2 ! Fe + H2O
                                  748
    у не ние м lg K P = −
      рав                               + 0,573 . Опре д е л ит рав но в е сны со ст газо в о й
                                                                 ь                 й       ав
                                   T
    ф азы в м о л ьны про це нт при 1073 К д л я ре акции
                         х            ах
                                    Fe3O4 + 4H2 ! 3Fe + 4H2O.
      О твет: 51,83%; 48,17%.
275. Зав исим о ст ко нст ырав но в е сия К Р о тт м пе рат ры д л я ре акции
                     ь        ант                             е          у
                                         С + С О2 ! 2С О
    в ы ае т у не ние м
        раж      ся рав
                         8750
            lg K P = −         + 2,475 ⋅ lg T − 1,082 ⋅ 10−3 ⋅ T + 0,111 ⋅10−6 ⋅ T 2 + 2,67 ,
                           T
    а д л я ре акции
                                     С О2 + Н 2 ! С О + Н 2О
    у не ние м
      рав
                         2117
             lg K P = −        + 0,917 ⋅ lg T − 9,72 ⋅ 10−4 ⋅ T + 1,49 ⋅ 10−7 ⋅ T 2 + 0,113 .
                            T
    Н айт 1) у не ние зав исим о ст lgKP о тТ д л я ре акции С +Н 2О ! С О+Н 2;
           и:       рав                        и
    2) ко нст у рав но в е сия по сл е д не й ре акции при 1000 К; 3) рав но в е сны
                ант                                                                                   й
    со ст газо в о й ф азы по д о бщим д ав л е ние м 101325 П а.
          ав
                                  6633
      О твет: 1) lg K P = −              + 1,558 ⋅ lg T − 1,1 ⋅ 10−4 ⋅ T − 0,38 ⋅ 10−7 ⋅ T 2 + 5,456 ;
                                    T
                  2) 285759 П а; 3) 7,58%; 46,21%; 46,21%.
276. В ре зу ьт е иссл е д о в ания д иссо циации разл ичны
                 л ат                                                                х     су ьф ид о в
                                                                                              л
     пре д л о ж ил и рассчит в ат д ав л е ние д иссо циации д л я ре акции
                                 ы ь
                                       2FeS ! 2Fe + S2(г.)
    по у не нию
          рав
                                                  14330
                                       lg pS2 = −           + 5,8 ,
                                                      T
    а д л я ре акции
                                       2SnS ! 2Sn + S2(г.)
    по у не нию
          рав
                                                   15430
                                       lg pS2 = −           + 8,1.
                                                      T
     Како е ко л иче ст о су ьф ид а о л о в а не о бх о д им о бы о бы по л у ь из о л о в а
                           в     л                                      л              чит
     и се ры д л я т го , чт бы разл о ж ит 1 кг су ьф ид а ж е л е за? П о т ри т пл о т
                       о       о                 ь            л                          е      е    ы
     принят рав ны и 30%.
               ь          м



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика