Физическая химия (стр. 18 )

6. Гетерогенная система (жидкость-пар) содержит два компонента – ацетон и сероуглерод и равновесна при 320 К и 1 атм. Масса сероуглерода в жидкой фазе 2,5 кг, масса сероуглерода в паровой фазе 1,8 кг. Мольная доля сероуглерода в жидкой фазе 0,14, мольная доля сероуглерода в паровой фазе 0,36. Найти мольную долю сероуглерода в системе.

Вариант 27

Обязательное домашнее задание

1. а) Определить энергию активации вязкого течения хлороформа.

б). Изобразите графически температурную зависимость мольной изобарной теплоемкости толуола в интервале от 0 до 150 °C, привлекая для этого [4].

2. Раствор, компонентами которого являются вода и уксусная кислота, содержит 0,109 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.

3. а). Плотность массы раствора вода-метанол при 293 К и 105 Па составляет 989,6 кг/ м3 при мольной доле метанола 0,4575. Парциальный мольный объем спирта в растворе равен 3,937 ×10–5 м3 /моль. Рассчитать парциальный мольный объем воды.

б). Плотность массы раствора вода-этанол (с массовой долей этанола 0,6 ), плотности масс воды и этанола в чистом виде равны соответственно: 887,0; 997,1; 785,1 ( кг/ м3). Рассчитать мольное изменение объема при смешении.

4. Рассчитать мольную энтропию водорода при 473 К и 15 атм. Необходимые для расчета данные взять из справочника.

5. Вычислить состав равновесной смеси, образующейся в результате протекания в газовой фазе при 500 К и 15 атм следующей реакции

.Исходные вещества взяты в стехиометрических количествах, = - 2,145, газы считать идеальными.

6. Удельная теплота испарения диэтилового эфира 360,2 кДж/кг при температуре кипения 34,66 °C под давлением 1,013 ×10 5 Па. Определить давление пара при 36,5 °C.

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

Рейтинговое домашнее задание

1. В таблице приведена зависимость плотности массы r двухкомпонентного жидкого раствора вода (1 компонент) – метанол (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	998,2	966,6	934,5	894,6	871,5	846,9	791,7

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 = 0,5; вычислите при той же N2 парциальные мольные объемы смешения Δ v 1m и Δ v 2 m

2. Жидкая вода массой 5,7 кг имела в начальном состоянии ( 1 атм) при температуре 303 К плотность массы 996 кг/ м3. При постоянном давлении 1 атм ее перевели в конечное состояние с температурой 343 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 478 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 При 1000 К и 1 атм в системе протекают следующие реакции

1. = 2,77

2. =5,29

Известно, что в начальный момент времени количество исходного вещества равно 1 моль, продуктов реакции в начальный момент нет. Рассчитать равновесный состав.

5. Известны температурные зависимости давления насыщенного пара над жидким и твердым чистым веществом с мольной массой М= 0,032 кг/моль. Плотности масс вещества в жидком и твердом виде равны, соответственно 827 кг/м3 и 837 кг/м3 (в тройной точке на диаграмме состояния).

жидкость-пар	p, Па 4789 6100 9000 13000 18000 Т, К 273 280 290 300 310
Кристаллы-пар	p, Па 133 695 1333 2966 4789 Т, К 229 248 257 267 273

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 90500 , Па.

6. Равновесная гетерогенная ( жидкость-пар) двухкомпонентная ( ацетон-сероуглерод) система при 320 К и 1 атм имеет следующий состав: мольная доля сероуглерода в жидкой фазе 0,14, мольная доля сероуглерода в системе 0,25. Масса жидкой фазы 2,0 кг, масса паровой фазы 2 кг. Найти массу ацетона в системе.

 

Вариант 28

Обязательное домашнее задание

1. а) Определить энергию активации вязкого течения уксусной кислоты.

б). Изобразите графически температурную зависимость мольной изобарной теплоемкости толуола в интервале от 0 до 150 °C, привлекая для этого [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 0,55 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.

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

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

v уд ×104, м3/кг 9,95 9,75 9,62 9,49 9,37

4. Рассчитать мольную энтропию азота при 473 К и 10 атм. Необходимые для расчета данные взять из справочника.

5. Вычислить состав равновесной смеси, образующейся в результате протекания в газовой фазе при 500 К и 1 атм следующей реакции

.Исходные вещества взяты в стехиометрических количествах, =1,295, газы подчиняются законам идеальных газов

6. Давление пара бензола при 20 °C и 30 °C соответственно равно 0,1 ×10 5 Па и 0,157×10 5 Па. Рассчитать мольную теплоту испарения.

7. Температура кристаллизации водного раствора серной кислоты при значении ее массовой доли равной 0,118 составляет 274,3 К. Рассчитать коэффициент активности воды в этом растворе, если мольная теплота плавления чистой воды равна 6020 Дж/моль.

Рейтинговое домашнее задание

1. Для двухкомпонентного жидкого раствора вода (1компонент) - пропанол (2 компонент) имеется в табличной форме опытная зависимость мольного объема v от мольной доли 2-го компонента N2 (Т = 298 К, р = 1 атм):

N2	0,00	0,07	0,114	0,23	0,41	0,54	0,79	1,00
v ×105, м3/моль	1,807	2,155	2,392	3,045	4,01	4,88	5,97	7,16

Постройте график зависимости мольного объема смешения раствора D v m от N2 и определите для обоих компонентов парциальные мольные объемы смешения D v 1m и D v 2 m при N2 = 0,6; вычислите для тех же компонентов при той же N2 парциальные мольные объемы v 1 и v 2.

2.Жидкий бензол массой 1,2 кг имел в начальном состоянии ( 1 атм) при температуре 293 К плотность массы 879 кг/м3. При постоянном давлении 1 атм его перевели в конечное состояние с температурой 330 К. Полагая, что коэффициент изобарной расширяемости ( 1,21 × 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.