Физическая химия (стр. 8 )

7. При давлении 1,013 × 10 5 Па определить температуру кипения раствора нелетучего вещества с мольной долей N2 = 0,02 в циклогексане.

Рейтинговое домашнее задание

1. Для двухкомпонентного жидкого раствора сероуглерод (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	0,165	0,347	0,549	0,659	0,759	1,00
v ×105, м3/моль	6,056	6,336	6,603	6,882	7,019	7,135	7,371

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. Жидкая вода массой 0,22 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 373 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 950 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 394 К добавить в систему (N2 = 0,3; масса системы 1 кг) , чтобы перевести ее в пар

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 массу системы.

Вариант 12

Обязательное домашнее задание

1. а) Определить энергию активации вязкого течения тетрахлорметана.

б). Изобразите графически температурную зависимость мольной изобарной теплоемкости ацетона в интервале от 0 до 130 °C, привлекая для этого [4].

2. Водно-этаноловый раствор с массовой долей этанола 0,55 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.

3. а). Плотность массы раствора вода-этанол при 293 К и 105 Па составляет 909,9 кг/ м3 при массовой доле этанола 0,5. Парциальный мольный объем спирта в растворе равен 5,687 ×10–5 м3 /моль. Рассчитать парциальный мольный объем воды.

б). Плотность массы раствора вода– метиловый спирт (с массовой долей метанола 0,4), плотности масс воды и метанола в чистом виде равны соответственно: 934,5; 998,2 и 791,7 ( кг/ м3). Рассчитать мольный объем смешения.

4. Найти изменение энтропии при смешении 250 см3 азота с 500 см3 кислорода под давлением 800 мм рт ст. при температуре 273 К Газы считать идеальными.

5. Вычислить состав равновесной смеси, образующейся в результате протекания в газовой фазе при 500 К и 5 атм следующей реакции . Исходные вещества взяты в стехиометрических количествах, = 0,192 , газы идеальны.

6. Давление пара этилового эфира при 0 °C равно 0,246 ×10 5 Па, а при 10 °C

0,383 ×10 5 Па. Определить мольную теплоту испарения эфира.

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 приведены данные о зависимости удельной изобарной теплоемкости двухкомпонентного жидкого раствора вода (1 компонент) - уксусная кислота (2 компонент) от массы кислоты m2 при постоянной массе воды

m1 = 0,5 кг (Т=298К, р=1 атм):

m2, кг	0,000	0,0275	0,057	0,088	0,1231	0,2601	¥
, Дж/К· кг	4180	4102	4018	3934	3648	3529	2056

Постройте график зависимости изобарной теплоемкости раствора Ср (Дж/К) от числа молей кислоты n2 в табличной форме и построить ее график; определите парциальные мольные изобарные теплоемкости обоих компонентов при мольной доле 2-го компонента N2 =0,05; вычислите для тех же компонентов при той же N2 парциальные мольные изобарные теплоемкости смешения Dm и Dm.

2. Жидкий бензол массой 0,88 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 345 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 730 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. Найти равновесный состав системы, в которой при 800 К и давлении 1 атм протекает пиролиз пропана, согласно следующим реакциям:

1. = 0,0561

2. = 60,4

Известно, что в начальный момент количество пропана равно 1 моль, 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 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 331 К добавить в систему (N2 = 0,1; масса системы