Физическая химия (стр. 14 )

4 Гидрокрекинг н-додекана протекает при 700 К, 1 атм и может быть описан следующими реакциями:

1. =827

2. =763

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) – пропанол -2 ( 2 компонент)

Т, К	353	349	346	345	344,5	346	349	355
	0	0,03	0,06	0,2	0,41	0,7	0,85	1
	0	0,15	0,27	0,35	0,41	0,53	0,67	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 348 К добавить в систему (N2 = 0,1, масса системы 2 кг) , чтобы перевести ее в пар.

6. Гетерогенная система (жидкость-пар) содержит два компонента – ацетон и сероуглерод и равновесна при 322 К и 1 атм. Масса сероуглерода в жидкой фазе 1,5 кг, масса сероуглерода в паровой фазе 1,3 кг. Мольная доля сероуглерода в жидкой фазе 0,10, мольная доля сероуглерода в паровой фазе 0,28. Найти мольную долю сероуглерода в системе.

Вариант 21

Обязательное домашнее задание

1. а) Определить энергию активации вязкого течения нитробензола.

б). Изобразите графически температурную зависимость мольной изобарной теплоемкости муравьиной кислоты в интервале от 0 до 90 °C, привлекая для этого [4].

2 Водно-этаноловый раствор с массовой долей этанола 0,65 содержит 25,25 моль воды. Плотность массы этанола в растворе равна 374,1 кг/м3. Найти общее число молей, массу и объем раствора, его мольную массу и удельное число молей, удельный и мольный объемы, плотности массы и общего числа молей, массы компонентов, их мольные и массовые доли, плотности чисел молей, плотности массы воды и число молей этанола.

3. Определить графически парциальный мольный объем воды и рассчитать парциальный мольный объем сульфата калия в водном растворе с мольной долей его, равной 0,0085 , по следующим данным:

0,01 0,04 0,06 0,08 0,10

, кг/м3 1006 1031 1047 1064 1081

4. Найти изменение энтропии при смешении 750 см3 азота с 500 см3 водорода под давлением 800 мм рт ст. при температуре 273 К. Оба газа считать идеальными.

5. Вычислить состав равновесной смеси, образующейся в результате протекания в газовой фазе при 900 К и 1 атм следующей реакции Исходные вещества взяты в стехиометрических количествах, = 1,398 , газы считать идеальными.

6. Определить давление насыщенного пара четыреххлористого углерода при

60 °C, если ССl4 кипит при 75 °C и 1,013 ×10 5 Па и мольная теплота парообразования равна 30833 Дж/моль.

7.Температура кристаллизации водного раствора серной кислоты при значении ее массовой доли равной 0,091 составляет 283,7 К. Рассчитать коэффициент активности воды в этом растворе, если ее мольная теплота плавления чистой воды равна 6020 Дж/моль

Рейтинговое домашнее задание

1. В таблице приведена зависимость плотности массы r двухкомпонентного жидкого раствора вода (1 компонент) – ацетон (2 компонент) от массовой доли j 2 второго компонента ( Т= 298 К, р = 1 атм)

j 2	0	0,2	0,4	0,6	0,7	0,8	1,0
r, кг/м3	997,0	969,0	937,0	893,0	869,0	843,0	786,0

Постройте график зависимости объема раствора от числа молей компонента 2 при постоянной массе воды 0,20 кг и найдите с помощью полученного графика парциальные мольные объемы v 1 и v 2 обоих компонентов 1 и 2 в растворе, где мольная доля второго компонента N2 = 0,25; вычислите при той же N2 парциальные мольные объемы смешения Δ v 1m и Δ v 2 m

2. Жидкая вода массой 0,18 кг имела в начальном состоянии ( 1 атм) при температуре 303 К мольный объем 1,807 ×10–5 м3/моль. При постоянном давлении 1 атм ее перевели в конечное состояние с температурой 363 К. Полагая, что коэффициент изобарной расширяемости ( 0,262 × 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 723К 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. Найти равновесный состав системы, в которой при 600 К и давлении 1 атм протекает процесс ароматизации н-октана, согласно следующим реакциям:

1. = 97,2

2. = 25,3

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

5. Для чистого аммиака известны температурные зависимости давления насыщенного пара при равновесии

жидкость-пар	p, Па 7999 18033 26660 40134 73130 Т, К 198,9 208,3 216,2 222,2 232,6
Кристаллы-пар	p, Па 181,3 667 1333 2666 5333 Т, К 166,7 176 181 187,4 194

В тройной точке плотности массы чистого аммиака в кристаллическом и жидком агрегатном состоянии равны соответственно 827 и 817 кг/м3 . Определите графически координаты тройной точки и величины мольных теплот испарения и возгонки; определите мольную теплоту плавления, мольную энтропию плавления и мольную энергию Гиббса плавления; найдите температуру плавления вещества при давлении 230500 Па.

6. Гетерогенная система (жидкость-пар) содержит два компонента – этанол и воду и равновесна при 343 К и 0,65 атм. Масса воды в жидкой фазе 2,5 кг, масса воды в паровой фазе 1,61 кг. Мольная доля воды в жидкой фазе 0,612, мольная доля воды в паровой фазе 0,386. Найти массу системы.

 

Вариант 22

Обязательное домашнее задание

1. а) Определить энергию активации вязкого течения бромбензола.

б). Изобразите графически температурную зависимость мольной изобарной теплоемкости циклопентана в интервале от 0 до 110 °C, привлекая [4].

2 . Раствор, полученный смешением воды и уксусной кислоты, имеет массу 0,675 кг и мольный объем 2,917×10-5 м3/моль. Массовая доля кислоты в нем равна 0,65 единиц. Рассчитать общее число молей и объем раствора, его мольный и удельный объемы, мольную массу и удельное число молей, плотности массы и общего числа молей, массы и числа молей компонентов, их плотности масс и чисел молей, мольные доли и массовую долю воды.

3. Определить графически парциальный мольный объем воды и рассчитать парциальный мольный объем сульфата лития в водном растворе с мольной долей его, равной 0,0085 , по следующим данным:

0,01 0,04 0,06 0,08 0,10

v ×104, м3/кг 9,93 9,68 9,52 9,36 9,21

4. Найти изменение энтропии при смешении 500 см3 азота с 750 см3 кислорода под давлением 800 мм рт ст. при температуре 273 К. Оба газа считать идеальными.

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