Вычислите тепловой эффект реакции A при 298 К: а) при P=const; б) при V=const; в) тепловой эффект реакции при температуре T, считая теплоемкость постоянной величиной. Тепловые эффекты образования веществ и мольные теплоемкости при стандартных условиях возьмите из справочника [1].
№вар
РЕАКЦИЯ A
T,K
23
C2H5OHж = C2H4 + H2Oж
650
F362
Вычислите тепловой эффект образования вещества А из простых веществ при 298 К и стандартном давлении, если известна его теплота сгорания при этой температуре и стандартном давлении [2]. Сгорание происходит до CO2газ и H2Oж.
№ вар
Вещество А
Формула
Состояние
23
Бензойная кислота
C7H6O2
тв
F363
Рассчитайте изменение энтропии при нагревании (охлаждении) при постоянном давлении в интервале температур от T1 до T2 g кг вещества A, если известны его температуры плавления и кипения, теплоемкости в твердом, жидком и газообразном состояниях, теплоты плавления и испарения. (Средние теплоемкости веществ во всех агрегатных состояниях, теплоты плавления и испарения найдите по справочнику [2, т.1]. Теплоты переходов из одной модификации в другую не учитывать. При отсутствии данных принять, что теплоемкости не зависят от температуры. Значения теплоемкостей, отсутствующие в справочной литературе, вычислить приближенно, используя данные справочника [1]).
№
вар
Вещество А
g, кг
Т1, К
Т2, К
23
CHCl3 трихлорметан
10
193
358
F364
Рассчитайте ΔH, ΔU, ΔS, ΔG для представленных ниже процессов. Из полученных результатов сделайте вывод о направлении процесса.
Вычислите константу равновесия Kp реакции при заданной температуре Т. Для расчета воспользуйтесь методом Темкина – Шварцмана [1]. Применяя принцип Ле Шателье и уравнение изобары Вант-Гоффа и уравнение Планка, определите, как будет меняться равновесный выход конечных продуктов реакции при: а) повышении температуры; б) понижении давления; в) добавлении инертного газа.
№ вар
Реакция
Т, К
23
NH4Cl(тв) = NH3(г) + HCl(г)
500
F366
По зависимости давления насыщенного пара от температуры и плотности данного вещества A с молекулярной массой M в твердом и жидком состояниях (rтв и rж в кг/м3) в тройной точке: 1) постройте график зависимости lnP от 1/Т; 2) определите по графику координаты тройной точки; 3) рассчитайте среднюю теплоту испарения и возгонки; 4) постройте график зависимости давления насыщенного пара от температуры; 5) определите теплоту плавления вещества при температуре тройной точки; 6) вычислите dP/dT для процесса плавления при температуре тройной точки; 7) вычислите температуру плавления вещества при давлении Р Па; 8) вычислите изменение энтропии, энергии Гиббса и Гельмгольца, энтальпии и внутренней энергии для процесса возгонки 1 моль вещества в тройной точке.
№ вар
Твердое состояние
Жидкое состояние
Условия
Т, К
Р, Па
Т, К
Р, Па
23
418,0
446,5
460,2
474,9
490,5
133,3
667,0
1 333,0
2 666,0
5 332,0
490,5
504,8
523,0
552,0
583,2
612,0
5 332,0
8 020,0
13 300
26 660
53 320
101 308
М=174
Р=220×105 Па
rтв=954
rж=948
F367
При температуре Т давление пара раствора концентрации с неизвестного нелетучего вещества в жидком растворителе равно Р Па; плотность этого раствора r. Зависимость давления насыщенного пара от температуры над жидким и твердым чистым растворителем приведена в таблице к задаче №7: 1) вычислите молекулярную массу растворенного вещества; 2) определите молярную и моляльную концентрации раствора; 3) вычислите осмотическое давление раствора; 4) постройте кривую P=f(T) для данного раствора и растворителя; 5) определите графически температуру, при которой давление пара над чистым растворителем будет равно Р Па; 6) определите графически повышение температуры кипения при давлении Р раствора данной концентрации с.
№ вар
Массовое содержание нелетучего вещества,
с %
Молекулярная масса растворителя
Р, Па
Т, К
r×10-3, кг/м3
3
5
28
31740
69
0,850
F368
Дана зависимость составов жидкой фазы и находящегося с ней в равновесии пара от температуры для двухкомпонентной жидкой системы А – В при постоянном давлении. Молярный состав жидкой фазы х и насыщенного пара y выражен в процентах вещества А. По приведенным данным: 1) постройте график зависимости состава пара от состава жидкой фазы при постоянном давлении; 2) постройте диаграмму кипения системы А – В; 3) определите температуру кипения системы с молярным содержанием а % вещества А; каков состав первого пузырька пара над этой системой; при какой температуре закончится кипение системы; каков состав последней капли жидкой фазы? 4) определите состав пара, находящегося в равновесии с жидкой фазой, кипящей при температуре Т1; 5) при помощи какого эксперимента можно установить состав жидкой бинарной системы, если она начинает кипеть при T1 (при наличии диаграммы "состав - температура кипения"); 6) какой ком¬понент и в каком количестве может быть выделен из системы, состоя¬щей из b кг вещества А и с кг вещества В? 7) какого компонента и сколько надо добавить к указанной в п. 6 смеси, чтобы получилась азеотропная система? 8) какая масса вещества А будет в парах и в жид¬кой фазе, если 2 кг смеси с молярной долей а % вещества А нагреть до температуры T1? 9) определите вариантность системы в азеотропной точке.
На основании температур начала кристаллизации двухкомпонентной системы:
постройте диаграмму фазового состояния (диаграмму плавкости) системы А —В;
обозначьте точками: I—жидкий расплав, содержащий а % вещества А при температуре T1; II — расплав, содержащий а % вещества А, находящийся в равновесии с кристаллами химического соединения; III — систему, состоящую из твердого вещества А, находящегося в равновесии с расплавом, содержащим b % вещества А; IV — равновесие фаз одинакового состава; V — равновесие трех фаз;
определите состав устойчивого химического соединения;
определите качественный и количественный составы эвтектик;
вычертите все типы кривых охлаждения, возможные для данной системы, укажите, каким составам на диаграмме плавкости эти кривые соответствуют;
в каком фазовом состоянии находятся системы, содержащие с, d, e % вещества А при температуре T1? Что произойдет с этими системами, если их охладить до температуры T2?
определите число фаз и число условных термодинамических степеней свободы системы при эвтектической температуре и молярной доле компонента А 95 и 5 %;
при какой температуре начнет отвердевать расплав, содержащий с % вещества А? При какой температуре он отвердеет полностью? Каков состав первых кристаллов?
при какой температуре начнет плавиться система, содержащая d % вещества А? При какой температуре она расплавится полностью? Каков состав первых капель расплава?
вычислите теплоты плавления веществ А и В;
какой компонент и сколько его выкристаллизуется из системы, если 2 кг расплава, содержащего а % вещества А, охладить от Т1 до Т2?
№
варианта
Системы
Молярная доля А, %
Температура начала
кристаллизации, К
Молярная доля А, %
Температура
начала кристаллизации, К
9
A – CsCl
B – SrCl2
0
10
20
30
40
45
50
1147
1089
1004
906
964
975
978
55
65
70
75
80
90
100
696
896
827
853
879
960
999
№ варианта
Т1, К
a
b
c
d
e
Т2, К
9
1073
35
85
5
35
85
923
F370
С помощью стандартных энтальпий образования и изобарных теплоёмкостей в табл. 11.4 (приложение 11) вычислите стандартную энтальпию при 298 К и 398 К реакции, указанной в таблице ниже. Определите так же, насколько отличается стандартная внутренняя энергия ΔU° этой реакции от ΔH°.
4HCl (г) + O2 (г)= 2H2O (ж) + 2Cl2 (г)
Решаю задачи по химии: физической, коллоидной, общей и неорганической, аналитической, органической химии. Оперативно