Расчетно-графическая работа для групп

РФО-81; РМС 7-81; РМ 2-81.

Задание 1. Химическая термодинамика

Дано уравнение реакции (см. Ваш вариант в табл.1):

Из справочной литературы (Приложение 1) выпишите значения стандартных термодинамических величин , . Рассчитайте стандартное изменение энтальпии химической реакции и определите: а) является ли данная реакция экзо - или эндотермической; б) вычислите тепловой эффект реакции для заданной массы или объема одного из веществ. По виду уравнения, не прибегая к расчетам, определите знак изменения энтропии реакции . Приведите обоснование. Подтвердите его расчетом. Какой из факторов – энтальпийный или энтропийный – способствует самопроизвольному протеканию процесса в прямом направлении? Вычислите стандартное изменение энергии Гиббса . Определите, в каком направлении при 298 К (прямом или обратном) будет протекать реакция. Рассчитайте температуру Тр, при которой равновероятны оба направления реакции. При каких температурах, выше или ниже рассчитанной, более вероятно протекание реакции в прямом направлении? Рассчитайте при Т1 = Тр – 100; Т2 = Тр + 100 и постройте график зависимости от Т. Определите область температур самопроизвольного протекания реакции (заштрихуйте). Вычислите значения константы равновесия Кравн для температур Тр, Т1, Т2. Сделайте вывод о влиянии температуры на величину Кравн и на смещение равновесия.

Таблица 1


Номер варианта

Уравнение реакции  A  +  B  =  C  +  D

m, г

V, л

1

2 РН3(г)  +  4 О2(г)  →  Р2О5(т)  +  3 Н2О(ж)

7,1 (C)

2

4 NH3(г)  +  3 О2(г)  →  2 N2(г)  +  6 Н2О(ж)

22,4 (В)

3

СН4(г)  +  2 Н2О(г)  →  СО2(г)  +  4 Н2(г)

11,2 (С)

4

2 S(т)  +  2 Н2О(г)  →  О2(г)  +2 H2S(г)

12,8 (A)

5

СО2(г)  +  2 SO3(г)  →  CS2(г)  +  4 О2(г)

33,6 (D)

6

2 H2S(г)  +  SO2(г)  →  3 S(т)  +  Н2О(г)

27 (D)

7

СН4(г)  +  СО2(г)  →  2 СО(г)  +  2 Н2(г)

4,5 (A)

8

2 Mg(NO3)2(К) → 2 MgO(К) + 4 NO2(Г) + O2

29,6 (C)

9

2 NH3(г)  +  SO3(г)  +  Н2О(г) → (NH4)2SO4(т)

19,8 (D)

10

2 СН3ОН(ж)  + 3 О2(г) →  2 СО2(г)  + 4Н2О(ж)

16,8 (B)

11

SiO2(К)  +  4 HF(Г)  →  SiF4(Г)  +  2 H2O(Г)

9(A)

12

2 ZnS(К)  + 3 О2(г) →  2 SО2(г)  +  2 ZnО(К)

40(D)

13

CS2(Ж)  + 3 О2(г) →  СО2(г)  +  2SO2(Г)

6 (D)

14

2 NaCl  +  H2SO4(Ж)  →  2 HCl(Г)  +  Na2SO4

14(С)

15

4 HCl(Г)  +  О2(Г)  →  2 Сl2(Г)  +  2 Н2О(ж)

45 (D)

16

6 Н2О(ж) +  2 N2(г)  →  4 NH3(г)  +  3 О2(г)

22,4 (D)

17

С2Н2(г)  + 2,5О2(г)  →  2 СО2(г)  +  Н2О(ж)

36(D)


Задание 2. Химическая кинетика

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Для уравнения реакции вашего варианта (см. табл. 2)

Запишите кинетическое уравнение реакции По значениям констант скоростей реакции k1 и k2 при указанных температурах Т1 и Т2 рассчитайте энергию активации реакции Еа и предэкспоненциальный множитель (k0). Рассчитайте константу скорости реакции при температуре Т3. Сделайте вывод о влиянии температуры на скорость реакции. Постройте график зависимости ln k от 1/Т и определите из него энергию активации Еа и предэкспоненциальный множитель (k0). Сравните полученные значения с результатами аналитического расчета. Определите концентрацию вещества, израсходованного за время t при Т3, если начальные концентрации равны с0. Рассчитайте период полупревращения реакции при Т3.

Таблица 2

Таблица вариантов


№ варианта

Реакция

Т1, К

k1

Т2, К

k2

Т3, К

t,

мин.

С0,

моль/л

1

CH3C6H4N2Cl + H2O → CH3C6H4OH + N2 + HCl

298

9.10-3 мин-1

303

13.10-3 мин-1

308

100

0,1

2

NaBO3 + H2O → NaH2BO3 + Ѕ O2

303

2,2.10-3 мин-1

308

4,1.10-3 мин-1

328

60

0,05

3

CO(CH2COOH)2 → CO(CH3)2 + 2 CO2

273

2,46.10-5 мин-1

313

5,76.10-3 мин-1

323

40

2,5

4

CH3CO2C2H5 + NaOH → CH3CO2Na + C2H5OH

282

2,37 л/моль. мин

287

3,204 л/моль. мин

318

15

0,8

5

С2H6 → C2H4 + H2

823

2,5.10-5 c-1

903

141,5.10-5 c-1

883

28

1

6

C6H5CH2Br + C2H5OH → C6H5CH2OC2H5 + HBr

298

1,44 л/моль. мин

338

2,01 л/моль. мин

318

90

2,6

7

(C2H5)3N + CH3I → [(C2H5)3CH3N]I

298

3,29.10-2 л/моль. c

303

8,1.10-2 л/моль. c

343

20

0,02

8

CH3COOCH3 → C2H4 + H2 + CO2

298

2,59.10-2 мин-1

323

3,43.10-2 мин-1

358

18

2,5

9

H2 + I2 → 2 HJ

666,8

15,59 cм3/моль. с

698,6

67,0 cм3/моль. с

763

30

0,05

10

НВr + O2 → HO2 + Br

700

5,1 л/моль. c

762

46,2 л/моль. c

800

10

0,5

11

HCHO + H2O2 → HCOOH + H2O

333

0,75 л/моль. ч

353

0,94 л/моль. ч

373

60

1

12

CH3COOCH3 + Н2О→ CH3СООН + СH3ОН

298

0,563 л/моль. мин

308

1,663.10-3 л/моль. мин

318

90

2,6

13

N2O5 → N2O4 + Ѕ O2

298

0,203.10-2 л/моль. мин

288

0,475.10-3 л/моль. мин

303

30

1

14

2 HJ → H2 + I2

647

8,96 л/моль. с

700

1,21 л/моль. с

680

30

0,05

15

2 NO → N2 + O2

525

4,76.104 л/моль. мин

251

1,07.103 л/моль. мин

1423

25

2,8

16

SO2Cl2 → SO2 + Cl2

522

1,02.10-6 л/моль. с

593

2,21.10-2 л/моль. с

688

35

2,5

17

CH2ClCOOH + H2O → CH2OHCOOH + HCl

353

0,222.10-4 л/моль. мин

403

0,237.10-2 л/моль. мин

423

15

0,5


П р и л о ж е н и е  1

Стандартные значения термодинамических функций

для некоторых веществ


Вещество

(кДж/моль)

(Дж/моль⋅К)

(кДж/моль)

Br2(г)

30,92

245,35

3,14

С(графит)

0

5,74

0

С(алмаз)

1,83

2,57

2,83

СН3ОН(ж)

–201,00

239,76

–162,38

СН4(г)

–74,85

186,27

–50,85

С2Н2(г)

226,80

200,8

209,2

С2Н4(г)

52,3

219,45

68,14

СО(г)

–110,52

197,54

–137,14

СО2(г)

–393,51

213,68

–394,38

CS2(г)

116,7

237,77

66,55

CS2(ж)

88,7

151

64,4

Сl2(г)

0

222,98

0

Н2(г)

0

130,52

0

НBr(Г)

–35,98

198,5

–53,5

HCl(г)

–166,9

56,5

–131,2

HF(г)

–268,61

173,52

–270,7

Н2О(г)

–241,82

188,72

–228,61

Н2О(ж)

–285,83

70,08

–237,24

H2S(г)

–21,0

205,72

–33,8

H2SO4(Ж)

–811,3

156,9

–690,3

MgO(К)

–601,24

26,94

–569,4

Mg(NO3)2(К)

–789,6

164

588,4

N2(г)

0

191,5

0

NH3(г)

–46,19

192,66

–16,48

(NH4)2SO4(т)

–1179,3

220,3

–900,3

NO2(Г)

33,5

240,45

51,8

NaCl(к)

–410,9

72,33

–384

Na2SO4(k)

–1384,6

149,4

–1266,8

О2(г)

0

205,04

0

РН3(г)

5,44

210,1

13,39

PCl5(г)

–374,89

364,47

–305,10

РОСl3(г)

–558,5

325,5

–512,9

Р2О5(т)

–1492

114,5

–1348,8

S(т)

0

31,92

0

SO2(г)

–296,90

248,10

–300,2

SO3(г)

–395,85

256,69

–371,17

SO3(ж)

–439,0

122,05

–368,04

SiF4(Г)

–1616

282,2

–1572,5

SiO2(кварц)

–859,4

41,84

–805,2

ZnО(К)

–349

43,5

–318,2

ZnS(К)

–201

57,7

–239,8