Физическая химия (стр. 5 )

2. Жидкая вода (10,5 кг) имела при температуре 303 К и 1 атм плотность массы 996 кг/ м3. При постоянном давлении 1 атм ее перевели в конечное состояние с температурой 353 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 951 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 900 К и 1 атм протекает гидрокрекинг н-додекана. Возможны реакции:

1) = 1,32

2) = 1,07

Известно, что исходные вещества взяты в стехиометрических количествах, продуктов в начальный момент нет. Рассчитать равновесный состав.

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

жидкость-пар	p, Па 5330 6974 10404 16317 26660 Т, К 280 285,7 294,1 303 315,4
Кристаллы-пар	p, Па 190,6 667 1333 2666 5330 Т, К 239,8 253,6 262 270,6 280

В тройной точке плотности массы чистого бензола в кристаллическом и жидком агрегатном состоянии равны соответственно 893 и 890 кг/м3 . Постройте график зависимости давления насыщенного пара от температуры и график зависимости логарифма давления насыщенного пара от обратной температуры. Определите координаты тройной точки. Рассчитайте графически мольные теплоты испарения и возгонки, полагая, что они не зависят от температуры. Определите мольную теплоту плавления. Найдите температуру плавления вещества при давлении 87107 Па.

6. В равновесии при 316 К и 1 атм находится парожидкостная двухкомпонентная система «ацетон - сероуглерод ». Масса жидкой фазы 5,0 кг, масса паровой фазы 5,0 кг. Мольная доля сероуглерода в жидкой фазе 0,26, мольная доля сероуглерода в паровой фазе 0,51. Найти массу ацетона в системе.

 

Вариант 7

Обязательное домашнее задание

1. а) Определить энергию активации вязкого течения диэтилового эфира.

б). Изобразите графически температурную зависимость мольной изобарной теплоемкости толуола в интервале от 0 до 140 °C, привлекая для этого [4].

2. Водно-этаноловый раствор с массовой долей этанола 0,360 содержит 0,366 кг воды и занимает объем 0,800 × 10-3 м3 . Рассчитать общее число молей и массу раствора, его мольную массу и удельное число молей и массы, числа молей компонентов, их мольные доли, плотности чисел молей и масс, массу этанола и массовую долю воды.

3. Определить графически парциальный мольный объем воды и рассчитать парциальный мольный объем нитрата калия 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 9,96 9,77 9,65 9,53 9,41

4. Найти изменение энтропии при переходе двух молей водорода от объема

30 л под давлением 2 атм к объему 100 л под давлением 1 атм. Водород считать идеальным газом.

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 298 К давление насыщенного пара над чистой водой равно 23,76 мм рт. ст. Рассчитать (выразить в Па) давление насыщенного пара при той же температуре над раствором 12 г глюкозы в 120 г воды, считая раствор идеальным.

Рейтинговое домашнее задание

1. Для двухкомпонентного жидкого раствора метанол (1компонент) - ацетон

(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	0,05	0,20	0,36	0,64	0,80	1,00
v ×105, м3/моль	4,025	4,166	4,663	5,163	6,071	6,624	7,352

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 = 0,4; вычислите для тех же компонентов при той же N2 парциальные мольные объемы v 1 и v 2.

2. Жидкий бензол массой 0,78 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 340 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.

3. При температуре 679 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. Рассчитать равновесный состав системы, в которой протекает алкилирование и полимеризация

1. (2,3-диметилпентан) =34,5

2. ( 1-гексен) =7,19

Температура 500 К, давление 1 атм, Начальное количество пропена 3 моль, бутана 1 моль, продуктов реакции в начальный момент нет.

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

жидкость-пар	p, Па 5330 7999 16317 26660 53330 Т, К 280 288,6 303 315,4 333,8
Кристаллы-пар	p, Па 133 284 854 1333 5330 Т, К 236,5 244 256,4 262 280

В тройной точке плотности массы чистого бензола в кристаллическом и жидком агрегатном состоянии равны соответственно 893 и 890 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 82500 Па.

6. В равновесии при 332 К 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 мольную долю бензола в системе и массу сероуглерода в системе.

Вариант 8

Обязательное домашнее задание

1. а) Определить энергию активации вязкого течения о-ксилола.

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

2. Концентрация метанола в водно-метаноловом растворе равна 21172 моль/ м3. Раствор массой 1,25 кг содержит 13,333 моль воды. Определить общее число молей и объем раствора, его мольную массу и удельное число молей, мольный и удельный объем, плотности общего числа молей и массы, плотности масс компонентов, их массы, мольные и массовые доли, число молей метанола.

3. а). Мольный объем раствора вода-этанол при 293 К и 105 Па составляет

2,846 ×10–5 м3 /моль при мольной доле этанола 0,2811. Парциальный мольный объем спирта в растворе равен 5,687 ×10–5 м3 /моль. Рассчитать парциальный мольный объем воды

б). Плотность массы раствора вода–пропанол (с массовой долей пропанола 0,5), плотности масс воды и пропанола в чистом виде равны соответственно: 910,4; 998, 2 и 1258 ( кг/ м3). Рассчитать мольное изменение объема при смешении.

4. Рассчитать изменение энтропии при нагревании 1 моль этанола от 298 до 400 К. Необходимые для расчета данные взять из справочника [4].

5. Вычислить состав равновесной смеси, образующейся в результате протекания в газовой фазе при 464 К и 1 атм следующей реакции . Исходные вещества взяты в стехиометрических количествах, = - 0,126, газы считать идеальными.