Физическая химия (стр. 2 )

Найти состав равновесной смеси, если начальные количества исходных веществ равны стехиометрическим, а продуктов реакции вначале нет.

5. Для чистой воды известны температурные зависимости давления насыщенного пара при равновесии

жидкость-пар	p, Па 871,2 1704,1 3166,3 5621,7 8955 Т, К 278,2 288,2 298,2 308,2 317,5
Кристаллы-пар	p, Па 40,5 73,7 134 247 609,9 Т, К 244 250 256 263 273,2

В тройной точке плотности массы чистой воды в кристаллическом и жидком агрегатном состоянии равны соответственно 918 и 1000 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 88100 Па.

6. При 318 К парожидкостное равновесие в двухкомпонентной системе : вода-перекись водорода, где паровая фаза близка к идеальному газовому раствору, характеризуются следующими данными:

р, Па	9384	3066	1040
массовая доля перекиси водорода в паровой фазе	0	0,28	1,0
массовая доля перекиси водорода в жидкой фазе	0	0,74	1,0

Найти коэффициент активности перекиси водорода для жидкой фазы с массовой долей перекиси водорода в ней 0,74.

Вариант 2

Обязательное домашнее задание

1. а) Определить энергию активации вязкого течения ацетона.

б) изобразите графически температурную зависимость мольной изобар-

ной теплоемкости этанола в интервале от 0 до 120 °C, привлекая для этого [4].

2. Общее число молей в растворе, состоящем из воды и серной кислоты, равно 28,32 моль. Плотность массы раствора и плотность массы серной кислоты в нем составляют соответственно 1730 кг/ м3 и 1389 кг/ м3 . Вычислить массу и объем раствора, его мольную массу и удельное число молей, плотность общего числа молей, мольный и удельный объемы, массы и числа молей того и другого компонентов, их массовые и мольные доли, плотности чисел молей и плотности массы воды в растворе.

3. а). Плотность массы раствора вода-метанол при 293 К и 105 Па составляет

989,6 кг/м3 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-этанол (с массовой долей этанола 0,4), плотности масс воды и этанола в чистом виде равны соответственно: 935,5; 997,1; 785,1 (кг/ м3). Рассчитать мольное изменение объема при смешении.

4. Рассчитать мольное изменение энтропии бензола при его нагреве от 298 до 373К. Необходимые для расчета данные взять из справочника [4].

5. Вычислить состав равновесной смеси, образующейся в результате протекания в газовой фазе при 799 К и 10 атм следующей реакции . Исходные вещества взяты в стехиометрических количествах, = - 4,613, газы близки к идеальным.

6. Под каким давлением будет кипеть диэтиламин при 20 °C, если нормальная температура кипения его 58 °C, а теплота парообразования 27,844 кДж/моль?

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 изобарной теплоемкости двухкомпонентного жидкого раствора вода (1 компонент) - ацетон (2 компонент) от массы кислоты m2 при постоянной массе воды m1=0,5 кг

m2, кг	0,000	0,125	0,333	0,750	2,00
Сp, Дж/К	2090	2551	3227	4394	7430

(Т = 298 К, р = 1 атм):

Постройте график зависимости изобарной теплоемкости смешения раствора DС рm от числа молей ацетона n2 , имея в виду, что удельные изобарные теплоемкости чистых компонентов 1 и 2 равны 4180 и 2153 Дж/К×кг; Определите для обоих компонентов их парциальные мольные изобарные теплоемкости смешения D m и Dm при мольной доле 2-го компонента N2 = 0,3; вычислите для тех же компонентов при той же N2 парциальные мольные изобарные теплоемкости и .

2.Жидкий бензол массой 1,17 кг имел в начальном состоянии ( 1 атм) при температуре 283 К мольный объем 8,76 ×10-5 м3/моль. При постоянном давлении 1 атм его перевели в конечное состояние с температурой 335 К. Полагая, что коэффициент изобарной расширяемости ( 1,19 × 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 744 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. Определить равновесный состав системы, в которой при температуре 700 К, давлении 5 атм, при стехиометрическом начальном составе и отсутствии продуктов в исходной смеси протекают следующие реакции

1. = 0,685

2. = 0,239.

5. Для чистой воды известны температурные зависимости давления насыщенного пара при равновесии

жидкость-пар	p, Па 871,2 3166,3 4023 6634 12335 Т, К 278,2 298,2 303 312,5 323,2
Кристаллы-пар	p, Па 22,2 73,7 181 347 609,9 Т, К 238 250 259,7 266,7 273,2

В тройной точке плотности массы чистой воды в кристаллическом и жидком агрегатном состоянии равны соответственно 918 и 1000 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 90100 Па.

6. Равновесная гетерогенная ( жидкость-пар) двухкомпонентная ( ацетон-сероуглерод) система при 316 К и 1 атм имеет следующий состав: мольная доля сероуглерода в жидкой фазе 0,26, мольная доля сероуглерода в системе 0,40. Масса жидкой фазы 1,0 кг, масса паровой фазы 1,4 кг. Найти мольную долю ацетона в паровой фазе.

 

Вариант 3

Обязательное домашнее задание

1. а) Определить энергию активации вязкого течения бромбензола.

б). Изобразите графически температурную зависимость мольной изобарной теплоемкости метанола в интервале от 0 до 120 °C, привлекая для этого [4].

2. В растворе вода-хлороводород с общим числом молей 38,45 моль и плотностью массы 1100 кг/ м3 массовая доля хлороводорода составляет 0,210. Найти массу и объем раствора, его мольную массу и удельное число молей, мольный и удельный объемы, плотность общего числа молей, массы и числа молей компонентов, их мольные доли, плотности масс и чисел молей, а также массовую долю воды.

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

0,01 0,04 0,06 0,08 0,1

v уд ·104, м3/кг 9,95 9,77 9,64 9,52 9,40

4. Найти изменение энтропии при нагревании 1 моль ацетона от 298 до 373 К. Необходимые для расчета данные взять из справочника [4].

5. Вычислить состав равновесной смеси, образующейся в результате протекания в газовой фазе при 600 К и 2 атм следующей реакции

Исходные вещества взяты в стехиометрических количествах, = 0,014, газы идеальны.

6. Температура кипения жидкого метанола при 0,267 ×10 5 Па равна 34,7°C, а при давлении 0,533 ×10 5 Па равна 49,9 °C. Вычислить температуру кипения при нормальном давлении.

7. Температура кристаллизации водного раствора серной кислоты при значении ее массовой доли равной 0,129 составляет 271 К. Рассчитать коэффициент активности воды в этом растворе, если мольная теплота плавления чистой воды равна 6020 Дж/моль.