Физическая химия (стр. 12 )

4. Найти равновесный состав системы, в которой при 600 К и давлении 1 атм протекает процесс ароматизации н-октана, согласно следующим реакциям:

1. = 216

2. = 97,2

Известно, что исходное вещество взято в количестве 1 моль, продуктов реакции в начальный момент времени нет.

5. На основании приведенных данных о составах жидкой и паровой фаз при различных температурах постройте диаграмму фазового состояния системы пропанон ( 1 компонент) - трихлорметан( 2 компонент)

Т, К	329	330	333	335	336	337	337,6	337	336	334
	0	0,1	0,20	0,35	0,43	0,53	0,67	0,73	0,85	1
	0	0,05	0,11	0,22	0,32	0,47	0,67	0,8	0,91	1

Обозначьте все поля, линии и характерные точки на этой диаграмме и укажите, сколько компонентов и фаз, находится в равновесии и чему равно число степеней свободы в каждой из указанных позиций. Ответьте, есть ли отклонения от закона Рауля и, если есть, то какие. Определите, какой компонент и в каком количестве нужно при 334 К добавить в систему (N2 = 0,2; масса системы 5 кг) , чтобы перевести ее в пар

6. В равновесии при 322К и 1 атм находится парожидкостная двухкомпонентная система «ацетон - сероуглерод ». Масса жидкой фазы 2,0 кг, масса паровой фазы 2,0 кг. Мольная доля сероуглерода в жидкой фазе 0,10, мольная доля сероуглерода в паровой фазе 0,28. Найти мольную долю сероуглерода в системе.

 

Вариант 18

Обязательное домашнее задание

1. а) Определить энергию активации вязкого течения этанола.

б). Изобразите графически температурную зависимость мольной изобарной теплоемкости толуола в интервале от 0 до 170 °C, привлекая для этого [4].

2. Водно-глицериновый раствор, занимающий объем 5,245 ×10 –3 м3 , имеет плотность массы 1208 кг/ м3 . Мольная доля глицерина в нем составляет 0,442. Рассчитать массу и общее число молей раствора, его мольный и удельный объемы, плотность общего числа молей, мольную массу и удельное число молей, массы и числа молей компонентов, их массовые доли, плотности масс и чисел молей, мольную долю воды.

3. а) Удельный объем раствора вода-метанол при 293 К и 105 Па составляет

1,112 ×10–3 м3/кг при массовой доле метанола 0,6. Парциальный мольный объем спирта в растворе равен 3,937 ×10–5 м3 /моль. Рассчитать парциальный мольный объем воды.

б). Плотность массы раствора вода-ацетон (с массовой долей ацетона 0,4), плотности масс воды и ацетона в чистом виде равны соответственно: 937; 997 и 786 ( кг/ м3). Рассчитать мольное изменение объема при смешении.

4. Найти возрастание энтропии при смешении 0,0007 м3 азота при 290 К (давление 1 атм) с 0,0009 м3 хлора при 299 К ( давление хлора 1,9 атм, газы можно считать идеальными).

5. Вычислить состав равновесной смеси, образующейся в результате протекания в газовой фазе при 600 К и 1 атм следующей реакции

.Исходные вещества взяты в стехиометрических количествах, =1,27 , газы подчиняются законам идеальных газов.

6. Давление пара хлороформа при 30 °C равно 0,331 ×10 5 Па, а при 40 °C равно 0,492 ×10 5 Па. Рассчитать мольную теплоту испарения хлороформа.

7. При давлении 1,013 × 10 5 Па определить температуру кипения раствора нелетучего вещества с мольной долей N2 = 0,01 в ацетоне.

Рейтинговое домашнее задание

1. В таблице приведена зависимость изобарной теплоемкости двухкомпонентного жидкого раствора вода (1 компонент) - серная кислота

(2 компонент) от массы кислоты m2 при постоянной массе воды m1=0,5 кг

(Т = 298 К, р = 1 атм):

m2, кг	0,000	0,125	0,333	0,50	0,75	2,0
Сp, Дж/К	2090	2144	2333	2530	2850	4572

Постройте график зависимости изобарной теплоемкости смешения раствора

DС рm от числа молей кислоты n2 , имея в виду, что удельные изобарные теплоемкости чистых компонентов 1 и 2 равны 4180 и 1415 Дж/К×кг; Определите для обоих компонентов их парциальные мольные изобарные теплоемкости смешения D m и Dm при мольной доле 2-го компонента N2 = 0,2; вычислите для тех же компонентов при той же N2 парциальные мольные изобарные теплоемкости и .

2. Кристаллическая соль KCl массой 0, 560 кг имела в начальном состоянии ( 1 атм) при температуре 303 К мольный объем 3,76 ×10–5 м3/моль. При постоянном давлении 1 атм ее перевели в конечное состояние с температурой 272 К. Полагая, что коэффициент изобарной расширяемости ( 0,108 × 10–3) и мольная изобарная теплоемкость в данном интервале температур постоянны, вычислите мольные и полные изменения объема, энтропии и энтальпии при переходе из начального состояния в конечное.

3. При температуре 513 К рассчитать значения стандартной мольной энтальпии, стандартной мольной энтропии, стандартной мольной энергии Гиббса реакции . Определить, возможно ли самопроизвольное протекание газовой реакции слева направо при этой температуре. В какую сторону будет смещаться равновесие данной реакции при изобарическом повышении температуры? Исходная смесь соответствует стехиометрическому составу, газы близки по свойствам к идеальным.

4. Гидрокрекинг н-додекана протекает при 900 К, 1 атм и может быть описан следующими реакциями:

1. =1,32

2. =0,98

Найти равновесный состав, если, начальные количества исходных веществ равны стехиометрическим, продуктов реакции в начальный момент нет.

5. На основании приведенных данных о составах жидкой и паровой фаз при различных температурах постройте диаграмму фазового состояния системы бензол ( 1 компонент) - метанол ( 2 компонент)

Т, К	404	398	392	390	389	388	389	391
	0	0,08	0,20	0,34	0,45	0,67	0,85	1
	0	0,23	0,41	0,50	0,57	0,67	0,77	1

Обозначьте все поля, линии и характерные точки на этой диаграмме и укажите, сколько компонентов и фаз, находится в равновесии и чему равно число степеней свободы в каждой из указанных позиций. Ответьте, есть ли отклонения от закона Рауля и, если есть, то какие. Определите, какой компонент и в каком количестве нужно при 398 К добавить в систему (N2 = 0,15; масса системы 1 кг) , чтобы перевести ее в пар

6. В равновесии при 332К и 1 атм находится парожидкостная двухкомпонентная система «сероуглерод – бензол». Масса жидкой фазы 2,5 кг, масса паровой фазы 2,5 кг. Мольная доля бензола в жидкой фазе 0,642, мольная доля бензола в паровой фазе 0,338. Найти массу сероуглерода в системе.

Вариант 19

Обязательное домашнее задание

1. а) Определить энергию активации вязкого течения бензола.

б). Изобразите графически температурную зависимость мольной изобарной теплоемкости о-ксилол в интервале от 0 до 200 °C, привлекая для этого [4].

2. Раствор, компонентами которого являются вода и уксусная кислота, содержит 0,105 кг воды и имеет объем 0,500 ×10 –3 м3 .Плотность массы уксусной кислоты в нем равна 855,9 кг/ м3. Определить общее число молей и массу раствора, его мольный и удельный объемы, мольную массу и удельное число молей, плотности числа молей и массы, плотности чисел молей компонентов, их мольные и массовые доли, числа молей, плотность массы воды и массу кислоты.