Добавил:
t.me Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Расчётное задание 2 / Расчётное задание 2

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
26.02.2023
Размер:
358.8 Кб
Скачать

образец Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Расчетное задание по курсу «Химия»

ВАРИАНТ № __

выполнил студент: ________________________

ФИО

группа: ЭР -

проверил преподаватель: ___________________

ФИО

2022

Задание 1

При ответах на вопросы можно допустить, что:

а) rН0Т и rS0Т не зависят от температуры (rc0р298=0, rH0ТrH0298, rS0ТrS0298); б) ко всем газообразным компонентам системы применимы законы идеальных газов.

1.1.Энергетика химических процессов

1.1.1.Для химической реакции вашего варианта (таблица 1) выпишите из справочника

необходимые для расчетов значения: fH0298, S0298, fG0298.

1.1.2.Рассчитайте энтальпию rH0298 и энтропию rS0298 заданной химической реакции. По полученным результатам сделайте вывод.

1.1.3.Определите, какой из факторов, энтальпийный или энтропийный, способствует самопроизвольному протеканию реакции.

1.1.4.Рассчитайте стандартную энергию Гиббса реакции rG0Т при Т1=298 К двумя способами. На основании полученного значения rG0298 сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания процесса в прямом направлении при стандартных состояниях всех веществ, участвующих в реакции, и температуре 298 К.

1.1.5.Рассчитайте температуру, при которой равновероятны оба направления реакции и определите область температур, в которой возможно самопроизвольное протекание заданного процесса.

1.1.6.Определите, может ли самопроизвольно протекать данная реакция при температуре Т2 (таблица 1) и начальных относительных парциальных давлениях газообразных компонентов: p̄= 103 − для исходных веществ и p̄= 10–3 − для продуктов. Изменится ли направление протекания процесса, если при Т2 все вещества будут находиться в стандартных состояниях?

1.2.Химическое равновесие

1.2.1.Для химической реакции вашего варианта (таблица 1) напишите выражение констант химического равновесия КP и КC.

1.2.2.Рассчитайте значения константы равновесия КP для Т1=298 К и Т2 (таблица 1). Сделайте вывод, в какую сторону сместится равновесие данной системы при повышении температуры.

1.2.3.Предложите способы увеличения выхода продуктов заданной обратимой химической реакции на основании рассчитанных выше термодинамических характеристик.

1.2.4.Для какой-либо температуры Т3, взятой из области самопроизвольного протекания реакции (область определена в п.1.1.5), рассчитайте значение КP (с учетом R = 8,31 Дж/моль·К) и КC (с учетом R = 0,082 л·атм/моль·К). Для выбранной температуры Т3 рассчитайте концентрации всех газообразных веществ при изохорном протекании реакции, если исходные концентрации сисх соответственно равны сA, сB, сC, сD (см. Таблица 1).

Таблица 1

Задание 2.

Номер

Обратимая реакция

Т2, К

 

сисх,

моль/л

 

варианта

А +В ↔ С D

 

A

B

C

D

 

 

 

1

Fe (к) + H2O(г) ↔ FeO(к) + H2(г)

600

1,0

0

2

2NO2(г) ↔ N2O4(г)

450

0,5

0

 

3

H2(г) + Cl2(г)↔ 2HCl(г)

500

0,2

0,1

0

 

4

CO (г) + H2O(г) ↔ CO2(г) + H2(г)

400

0,5

1,0

0

0

5

H2(г) + F2(г) ↔ 2HF(г)

1300

0,5

0,5

0

6

SO2(г) + Cl2(г) ↔ SO2Cl2 (г)

900

1,0

1,0

0

7

PCl3(г) + Cl2(г) ↔ PCl5(г)

1000

1,0

0,5

0

8

Mg (к) + 2H2O(г) ↔ Mg(OH)2 (к) + H2(г)

400

0,5

0

9

H2(г) + I2 (г) ↔ 2HI(г)

1500

1,0

1,0

1,0

10

FeO(к) + CO(г)↔ Fe (к) + CO2(г)

400

0,5

0

11

CuO(к) + H2(г) ↔ Cu(к) + H2O(г)

1100

1,0

0

12

CO(г) + Cl2(г) ↔ COCl2 (г)

500

1,0

0,5

0

13

C2H4 (г) + H2(г) ↔ C2 H6 (г)

500

1,0

2,0

0

14

C2 H5OH (г) ↔ C2H4 (г) + H2O(г)

400

1,5

0

0

15

C2H2(г) + H2(г) ↔ C2H4 (г)

1000

1,0

2,0

0

16

Zn(к) + H2O(г) ↔ ZnO(к) + H2(г)

400

1,0

0

17

C4H8(г) + H2(г) ↔ C4H10 (г)

400

2,0

1,0

0

18

Pb(т) + H2S(г) ↔ PbS(т) + H2(г)

500

0,5

0

19

2SO2(г) + O2(г) ↔ 2SO3(г)

600

1,0

0,5

0

20

C3H6(г) + H2(г) ↔ C3H8 (г)

800

2,0

1,0

0

21

H2(г) + S(г) ↔ H2S(г)

1000

1,0

1,0

0

22

CHCl3(г) + Cl2(г) ↔ CCl4(г) + HCl(г)

900

1,5

1,5

0

0

23

C2H4(г)+ HClr(г) ↔ C2H5Cl(г)

400

2,0

1,0

0

24

H2(г) + Br2 (г) ↔ 2HBr(г)

1200

1,0

1,0

0

25

C2H4(г) + H2(г) ↔ C2H6 (г)

1100

0,5

1,0

0

26

Fe(т)+ SO3(г) ↔ FeO(т)+SO2(г)

450

2,0

0

27

PbCl2(т) + H2(г) ↔ Pb(т) + 2HCl(г)

500

1,0

0

2.1.Химическая кинетика (таблица 2)

2.1.1.Для заданной гомогенной элементарной односторонней реакции запишите кинетическое уравнение, определите порядок реакции и размерность константы ее скорости.

2.1.2.Используя значения υ0 (начальная скорость реакции) и с(начальная концентрация вещества А), определите константу скорости и период полупревращения.

2.1.3.Определите промежуток времени τ, в течение которого концентрация продукта

реакции В достигнет значения сτВ. Рассчитайте скорость реакции в момент времени τ и сравните ее с начальной скоростью. Сделайте вывод о влиянии концентрации реагента на величину скорости реакции.

 

 

 

 

Таблица 2

Номер

Реакция

с,

υ0,

сτВ,

варианта

 

моль/л

моль/л·с

моль/л

 

 

1

2А→В

0,3

1,2·10–4

0,1

2

А→ В+С+2D

1,2

1,44·10–3

0,2

3

2А→2В+C

2,4

8,3·10–3

0,4

4

А→В+2С

0,8

6,32·10–3

0,1

5

2A→В+2С+D

1,9

4,56·10–3

0,6

6

А→В+C

1,3

2,21·10–3

0,3

7

А→ В+2С+D

2,1

4,62·10–3

0,7

8

2А→В+С

0,6

3,02·10–3

0,02

9

A→В+С+2D

1,5

3,75·10–3

0,9

10

2А→В+2C

0,9

2,11·10–2

0,1

11

А→ В+С+2D

2,0

1,4·10–3

0,8

12

2А→2В+С

0,7

9,8·10–4

0,3

13

А→В+2C

2,8

5,88·10–3

0,9

14

2А→ В+С+D

1,4

8,23·10–3

0,06

15

2А→В+С

2,6

1,22·10–2

0,5

16

А→ В+2С+D

1,1

1,2·10–2

0,03

17

А→В+С

2,3

5,29·10–3

0,7

18

A→ В+С+D

1,6

1,15·10–2

0,15

19

2А→3В

2,7

5,83·10–3

0,6

20

А→2В+С

1,8

1,75·10–3

0,14

21

2А→ 2В+С+D

0,2

7,6·10–4

0,03

22

А→3В

2,2

3,3·10–3

0,9

23

2А→В+С+D

1,1

3,15·10–3

0,07

24

2А→ 2В+С+D

2,5

2,5·10–2

0,26

25

2А→ В+2С+D

0,4

1,41·10–3

0,02

26

А→2В+С

2,9

7,83·10–3

0,5

27

2А→В+2С

1,7

5,40·10–4

0,2

Соседние файлы в папке Расчётное задание 2