Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Фролов В.В. -> "Химия" -> 64

Химия - Фролов В.В.

Фролов В.В. Химия: Учеб. пособие — М.: Высш. шк., 1986. — 543 c.
Скачать (прямая ссылка): chem_up_dlya_msv.pdf
Предыдущая << 1 .. 58 59 60 61 62 63 < 64 > 65 66 67 68 69 70 .. 211 >> Следующая

2МеО (т)^2Ме (т) + 02 (г)
три фазы и число компонентов равно двум {К — 2—1 = 1). Число степеней свободы по правилу фаз С = /С + 2—Ф =2 + 2—3 = 1. Система моновариантная, и константа равновесия представляет собой давление кислорода:
, Кр = Ра, = К'П-
Аз
/, 013-ЮаПа

Рис. 97. Зависимость равновесного давления кислорода от температуры в системе Ме—О
Так как разложение оксида — реакция эндотермическая (Д#>0), то с повышением температуры константа равновесия (или давление кислорода) растет.
Давление также влияет на равновесие, так как продукты реакции содержат молекулы кислорода 02 в виде 7 газа, а в начальных продуктах их нет. Понижение давления способствует смещению равновесия в сторону разложения оксида и выделения кислорода. На рис. 97 в общем виде приведена
166
зависимость давления кислорода от температуры. При температуре диссоциации Тл равновесное давление кислорода пересекает изобару 1,013 • 105 Па, что соответствует чистому кислороду. Следовательно, при температуре Та оксид, металл и чистый кислород находятся в равновесии. Это равновесие на воздухе, который содержит 21 об. % кислорода, наступит при температуре Т'х ниже ТА. В вакууме эта температура Т" будет еще ниже.
Для того чтобы металлы не окислялись при нагревании в процес-, се технологических операций, надо эти операции проводить в вакууме. Современное машино- и приборостроение широко используют вакуум для изготовления деталей и узлов машин: диффузионная сварка в вакууме, сварка электронным лучом в вакууме, вакуумная пайка деталей и узлов, вакуумная плавка металлов, нанесение на металл слоев других металлов и неорганических материалов в вакууме и т. д.
Аналогичное вакуумное действие оказывает атмосфера инертного газа: в аргоне, гелии, азоте парциальное давление кислорода ничтожно мало и соответствует высокому вакууму.
Принцип Ле Шателье и правило фаз Гиббса — Коновалова позволяют анализировать и регулировать сложные химические процессы, протекающие в гетерогенных системах.
В'опррсы и задачи"'
I. Закон термодинамики. Термохимические расчеты
1. Определите стандартные разности энтальпий и их экзо- или эпдотермичпость для реакций:
1) СО (г) + Н.О (п) = СО., (г) -I- Ы2 (г). Ответ: А//0 = -41,16 кДж (экзо)
2) РеО (кр) + СО (г) = Ре (кр) + С02 (г). Ответ: А//0 - - 19,33 к Дж (экзо)
3) РеО (кр) + На (г) = Ре (кр) + НаО (п). Ответ: Д//° = +21,84 кДж (эидо)
4) Ре304 (кр) +4СО (г) =ЗРе (кр) +4С02 (г). Ответ: А/7° = — 14,33 кДж (экзо)
5) 2РеО (кр) -І- БІ (кр) - 2Ре (кр) + БЮа (кр). Ответ: АН" = -331,94 кДж
6) 33і02 (кр) + 4А1 (кр) = 2А1208 (кр) + ЗБі (кр). Ответ: АЯ° - -772,1 кДж
2. Определите разности энтальпий сгорания СН-і; СНз'ОН; СН»Р, СН»С1, СНаЫНа и сделайте выводы о влиянии функциональных групп на теплоту сгорания.
Ответ: Д/Ср. с.и„ = -880,33; А/7»,.0,,, сн,0„ = -716,48; А//1',,,,,,, ам-= - 574,2; АЯ°,1р, аьа--733,21; А//?гор,аадш,- 1078,32 кДж/моль.
3. Определите разности энтальпий сгорания С2НЙ; С2Н4; С2И2 и покажите влияние кратных связей.
Ответ: А#°,,р с,н. = ~ 1559,75; Д//°,ф см, = - 1410,96; АИ,% ,:,н„ -= - 1299,59 кДж/моль.
4. Постройте график зависимости разностей энтальпий сгорания продельных углеводородов от числа атомов углерода в молекулах СН4; С2Нц; С,»Ня; С) Ню
Ответ. АЯ^ор,с,,, =—880,33; Д//?г,„.. с3и„ - —1559,75; АЯ?П,Р,с;,ц„ = .........2220,04,
ДЯ°.„Р,„ ^ с,н,„ = —2878,5 кДж/моль.
5. Определите разность энтальпий реакции восстановления Ре2Оа металлическим алюминием («термит»).
Ответ. —854,68 кДж.
II. Закон термодинамики
6. Определите изменение энтропии для моля серебра при его плавлении, если разность энтальпий плавления АНЫ — 11,92 кДж/моль, а Тм — 1234 К.
* При решении задач следует использовать термодинамические данные, приведенные в приложении в конце книги.
167
Ответ. 9,67 Дж/(моль «К).
7. Определите изменение энтропии для моля серебра при его испарении, если ДЯ„,„=254 кДж/моль, а ГК|1|| = 2437 К.
Ответ. 104 Дж/(моль • К).
8. Определите, как изменится энтропия моля водорода при его смешении с 1 моль N2; 9 моль и с 99 моль 1М2.
Ответ. 5н3= 130,6; Як, = 131,685; 5(і, = 134,21; 5"/н2 = 137,82 Дж/(моль . К).
9. Определите температуру, при которой ДО0 для реакции образования СОа из СО и 02 обратится в нуль, а константа равновесия — в единицу (без учета изменения теплоємкостей от температуры).
Ответ. 7 = 3280 К. , 10. Определите константу равновесия для реакции
СРц + Н2О^СО + ЗН2
при 1000 К, используя стандартные значения АЯ" и 5°. Ответ. К[ = 2,46.
11. Сместится ли равновесие реакций и в какую сторону при повышении: а) температуры; б) давления:
1) С (т) +С02 (г)-ч*2СО (г); ДЯ° < 0
2) Н2 (г) + С12 (г) ч*2НС1 (г); ДЯ°<0
3) 2Н2 (г) +02 (Г)ч*2Н20 (п); ДЯ°<0
4) 2СО (г) + 62 (г)ч±2С02 (г); ДЯ°<0
5) РеО (т) + Н, (г) ч± Ре (т) + Н2 О (п); ДЯ° >0
12. Сколько степеней свободы будут иметь системы, реагирующие по приведенным ниже уравнениям реакций:
1) РеО (т) + С (т)ч± Ре (т) + СО (г); Д7/°>0
2) ЫН;, (г) + НС1 (г)^:МН4С1 (т); Д/7°<0
Предыдущая << 1 .. 58 59 60 61 62 63 < 64 > 65 66 67 68 69 70 .. 211 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed