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

zadat-fkh

.pdf
Скачиваний:
199
Добавлен:
14.02.2015
Размер:
866.93 Кб
Скачать

4.10 Составить уравнение зависимости Кр от температуры для реакции окисления аммиака

4 NН3 + 5 О2 4 NО + 6 Н2О,

если известно, что при 1000 К Кр = 44,35 атм. Вычислить Кр реакции при температуре 1400 К. Принять Н = Н0298.

4.11 Йодистый водород диссоциирует при нагревании до температуры 280 °С на 17,8 %, а при нагревании до 520 °С на 24,48 %. Определить степень диссоциации при нагревании до 300 °С.

4.12 Упругость диссоциации

РbО2 при

600 К

равна 9,4 .10-31 атм, а

при

800 К равна 2,3. 10-21. Определить температуру, при которой РbО2 будет

разлагаться на воздухе.

 

 

 

 

 

 

4.13 Для реакции

 

 

 

 

 

 

2 СО2

2 СО

+ О2

 

 

Кр = 4,033.10-16 Па при 1000 К. Вычислить Кр этой реакции при 2000 К,

если

среднее значение теплового эффекта Н =

561,3 кДж/моль.

 

4.14 Упругость диссоциации

Нg2Cl2

. 3

при

440 К равна 35,2 мм рт.ст.,

а при 458 К равна 66,2 мм рт.ст. Определить значение теплового эффекта реакции

Нg2Cl2 · 3

Нg2Cl2 + NН3

4.15 Для реакции

 

СН4(г) + Н2О

СО(г) + 3Н2(г)

зависимость константы равновесия от температуры выражается уравнением lg Кр = 9876 / Т + 8,81 lg Т - 1,96.10-3Т – 11,4.

Определить тепловой эффект данной реакции при 1000 К.

4.16 Константа равновесия реакции

2 НСl(г) Н2 + Сl2

может быть выражена уравнением lg Кр = - 9586 /Т + 0,441 lg Т - 2,16.

Вычислить тепловой эффект данной реакции при 1000 К.

4.17 Вычислить тепловой эффект при 1200 К для данной реакции:

3О4(т) + Н2(г) 3 FеО(т) + Н2О(г) ,

если

lg Кр = - 3378 /Т + 3,648.

4.18 Равновесие в системе, возникающее при восстановлении диоксида олова водородом

41

SnО2(тв) + 2 Н2(г) Sn(тв) + 2 Н2О(г)

характеризуется уравнением

lg Кр = - 2968 /Т - 1,655 lg Т - 9,08.10-5Т + 8,416.

Рассчитать значение Кр и Н для данной реакции при 1073 К.

4.19

Зависимость Кр от температуры для реакции

 

3О4(т) + Н2(г)

3 FеО(т) + Н2О(г)

(1),

 

выражается уравнением:

 

 

lg Кр = - 3378 /Т + 3,648,

 

 

а для реакции

 

 

 

FеО(т) + Н2(г)

(т) + Н2О(г) ,

(2),

 

уравнением:

 

 

 

lg Кр = -748 / Т + 0,573.

 

 

Определить равновесный состав газовой фазы (в объемных процентах)

при 800 °С для реакции

 

 

 

3О4(т) + 4 Н2(г)

3 Fе(т) + 4 Н2О(г)

(3).

 

Вычислить тепловой эффект для реакции

(3) при этой температуре.

4.20

Константа равновесия реакции

 

 

2 СН3ОН(г)

2 Н2(г) + НСООСН3(г)

 

 

рассчитывается по уравнению

 

 

lg Кр = 3149/Т - 5,43.

 

 

Вычислить тепловой эффект данной реакции.

4.21. Для реакции

 

 

С6Н6(г.) + 3 Н2

С6Н12(г.)

 

константа равновесия выражается уравнением

lg Кр = 9590 /Т - 9,9194 lg Т + 0,002285Т + 8,565.

Рассчитать Н298 для данной реакции при температуре 500 К.

4.22. Определить тепловой эффект реакции

СН3СНО(г) + Н2(г) С2Н5ОН(г) при 500 К, если

lg Кр = 1522 /Т + 5,42 lg Т - 2,29.10-3Т + 2,186.

Задача 5

5.1 Вычислить Кр реакции

 

2 С2Н5ОН(г)

СН3СОСН3 (г) + СО(г) + 3Н2

при температуре 500 К

по методу Темкина-Шварцмана и любым другим

методом, используя справочные данные.

5.2 Вычислить Кр реакции

 

N2 + 1/2 О2

N2О

при температуре 1000 К

по методу Темкина-Шварцмана и любым

другим методом, используя

справочные данные.

42

5.3 Вычислить Кр реакции

 

Н2S

Н2

+ 1/2 S2

при температуре 1000 К

 

по методу Темкина-Шварцмана и любым другим

методом, используя справочные данные.

5.4 Вычислить Кр реакции

 

4 НСl + О2

2 Н2О(г) + 2 Сl2

при температуре 900 К

 

по методу Темкина-Шварцмана и любым другим

методом, используя справочные данные.

5.5 Вычислить Кр реакции

 

2

О2 + 1/2 S2(г)

при температуре 800 К

 

по методу Темкина-Шварцмана и любым другим

методом, используя справочные данные.

5.6 Вычислить Кр реакции

 

С2Н6(г)

С2Н4(г) + Н2

при температуре 900 К

 

по методу Темкина-Шварцмана и любым другим

методом, используя справочные данные.

5.7 Вычислить Кр реакции

 

СО2 + 3 Н2

СН3ОН(г) + Н2О(г)

при температуре 700 К

 

по методу Темкина-Шварцмана и любым другим

методом, используя справочные данные.

5.8 Вычислить Кр реакции

 

СО2 + Н2

НСООН(г)

при температуре 500 К

 

по методу Темкина-Шварцмана и любым другим

методом, используя справочные данные.

5.9 Вычислить Кр реакции

 

СО + 3 Н2

СН4(г) + Н2О(г)

при температуре 700 К

 

по методу Темкина-Шварцмана и любым другим

методом, используя справочные данные.

5.10 Вычислить Кр реакции

 

4 НСl + О2

2 Н2О(г) + 2 Сl2

при температуре 700

К

по методу Темкина-Шварцмана и любым

другим методом, используя

справочные данные.

5.11 Вычислить Кр реакции

 

С2Н6 + СО

СН3СОСН3(г)

при температуре 500 К

 

по методу Темкина-Шварцмана и любым другим

методом, используя справочные данные. 43

5.12 Вычислить Кр реакции

Н2О(г)

 

Н2 + 1/2 О2

при температуре 900 К

 

по методу Темкина-Шварцмана и любым другим

методом, используя

справочные данные.

5.13 Вычислить Кр реакции

 

СН4 + 2 PCl5

 

2 PCl3 + CН2Cl2 + 2 НCl

при температуре 500 К

 

по методу Темкина-Шварцмана и любым другим

методом, используя

справочные данные.

5.14 Вычислить Кр реакции

 

Н2 + СО2

 

СО + Н2О(г)

при температуре 800 К

 

по методу Темкина-Шварцмана и любым другим

методом, используя

справочные данные.

5.15 Вычислить Кр реакции

 

2 NО + О2

 

2 NО2

при температуре 700 К

 

по методу Темкина-Шварцмана и любым другим

методом, используя

справочные данные.

5.16 Вычислить Кр реакции

 

N2 + 3 Н2

 

2 NН3

при температуре 1000 К

по методу Темкина-Шварцмана и любым

другим методом, используя

справочные данные.

5.17 Вычислить Кр реакции

 

2 СО + 2 Н2

 

СН3СООН(г)

при температуре 900 К

 

по методу Темкина-Шварцмана и любым другим

методом, используя

справочные данные.

5.18 Вычислить Кр реакции

 

Н2 + Cl2

 

2 НCl

при температуре 600 К

 

по методу Темкина-Шварцмана и любым

другим методом, используя

справочные данные.

5.19 Вычислить Кр реакции

 

Н2 + Br2

 

2 НBr

при температуре 700 К

 

по методу Темкина-Шварцмана и любым другим

методом, используя

справочные данные.

5.20 Вычислить Кр реакции

 

2 Cl2 + 2 Н2О(г)

К

4 НСl(г) + О2

при температуре 900

 

по методу Темкина-Шварцмана и любым другим

методом, используя

справочные данные.

 

 

 

44

5.21 Вычислить Кр реакции

2 Н2 + S2(г) 2 Н2S(г)

при температуре 900 К по методу Темкина-Шварцмана и любым другим методом, используя справочные данные.

5.22 Вычислить Кр реакции

 

 

 

2 SО2 + О2

2 S О3

 

 

при температуре 800 К

по методу Темкина-Шварцмана и любым другим

методом, используя

справочные данные.

 

 

 

 

Задача 6

 

 

6.1 Вычислить выход этанола по уравнению реакции

 

 

С2Н4 (г) + Н2О(г)

С2Н5ОН(г)

при температуре

из смеси этилена

и воды стехиометрического состава

250 оС и давлении 8106,40

кПа, lg Кf = - 4,1958, где Кf [кПа-1].

 

6.2 Вычислить выход этанола по уравнению реакции

 

 

С2Н4 (г) + Н2О(г)

С2Н5ОН(г)

 

температуре

из смеси этилена

и воды стехиометрического состава при

300 оС и давлении 12156,0 кПа, lg Кf = - 4,5657, где Кf [кПа-1].

 

6.3 Вычислить выход этанола по уравнению реакции

 

 

С2Н4 (г) + Н2О(г)

С2Н5ОН(г)

 

 

из смеси этилена

и воды стехиометрического состава при температуре

300 оС и давлении 15199,5 кПа, lg Кf = - 4,5657, где Кf [кПа-1].

 

6.4 Вычислить выход этанола по уравнению реакции

 

 

С2Н4 (г) + Н2О(г)

С2Н5ОН(г)

при температуре

из смеси этилена

и воды стехиометрического состава

350 оС и давлении 15199,5

кПа, lg Кf = - 4,8758, где Кf [кПа-1].

 

6.5 Вычислить выход этанола по уравнению реакции

 

 

С2Н4 (г) + Н2О(г)

С2Н5ОН(г)

 

температуре

из смеси этилена

и воды стехиометрического cостава при

350 оС и давлении 20266,0

кПа, lg Кf = - 4,8758, где Кf [кПа-1].

 

6.6Вычислить выход этанола (в молярных процентах) по уравнению реакции

С2Н4 (г) + Н2О(г)

С2Н5ОН(г)

при температуре

250 оС, давлении 10133,0 кПа и соотношении в

исходной смеси n(Н2О) : n(С2Н4) = 0,2:1, если lg Кf = - 4,1958, где Кf[кПа-1].

6.7Вычислить выход этанола (в молярных процентах) по уравнению реакции

45

С2Н4 (г) + Н2О(г)

С2Н5ОН(г)

при температуре

250 оС, давлении 10133,0 кПа и соотношении в

исходной смеси n(Н2О) : n(С2Н4) = 0,4:1, если lg Кf = - 4,1958, где Кf [кПа-1].

6.8Вычислить выход этанола (в молярных процентах) по уравнению реакции

С2Н4 (г) + Н2О(г)

С2Н5ОН(г)

при температуре

250 оС, давлении 8106,4 кПа и соотношении в

исходной смеси n(Н2О) : n(С2Н4) = 0,4:1, если lg Кf =- 4,1958, где Кf [кПа-1].

6.9Вычислить выход этанола (в молярных процентах) по уравнению реакции

С2Н4 (г) + Н2О(г)

С2Н5ОН(г)

при температуре

250 оС, давлении 8106,4 кПа и соотношении

исходной смеси n(Н2О) : n(С2Н4) = 0,6:1, если lg Кf = - 4,1958, где Кf [кПа-1].

6.10Вычислить выход этанола (в молярных процентах) по уравнению реакции

при

С2Н4 (г) + Н2О(г)

С2Н5ОН(г)

 

соотношении в

температуре 250 оС, давлении 8106,4 кПа и

исходной смеси n(Н2О):n(С2Н4) = 0,8:1, если lg Кf =

- 4,1958, где Кf [кПа-1].

6.11 Вычислить выход пропанола,

получаемого при гидратации пропилена

по уравнению реакции

 

 

 

под

С3Н6 (г) + Н2О(г)

С3Н7ОН(г)

 

оС из смеси

давлением

20266 кПа и температуре 250

стехиометрического состава. Для данной реакции

 

 

 

lg Кf = 1920

- 7,8856, где Кf [кПа-1].

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

6.12 Вычислить выход пропанола,

получаемого при гидратации пропилена

по уравнению реакции

 

 

 

 

под

С3Н6 (г) + Н2О(г)

С3Н7ОН(г)

 

оС из смеси

давлением

20266 кПа и температуре 200

стехиометрического состава. Для данной реакции

 

 

 

lg Кf =

1920

- 7,8856, где

Кf [кПа-1].

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

6.13 Вычислить выход бутанола,

получаемого при гидратации бутилена из

смеси бутилена и воды стехиометрического состава

при температуре 250 оС

и давлении 15199,5 кПа по уравнению реакции

 

 

 

С4Н8 (г) + Н2О(г)

С4Н9ОН(г).

 

 

Для данной реакции

- 8,4006, где Кf [кПа-1].

 

 

 

lg Кf =

1845

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

46

6.14 Вычислить выход бутанола, получаемого при гидратации бутилена из

смеси бутилена и воды стехиометрического состава при температуре 250 оС

и давлении 20266,0 кПа по уравнению реакции

С4Н8 (г) + Н2О(г)

С4Н9ОН(г).

Для данной реакции

- 8,4006, где Кf [кПа-1].

lg Кf = 1845

Т

 

6.15 Вычислить выход бутанола, получаемого при гидратации бутилена из

смеси бутилена и воды стехиометрического состава при температуре 200 оС

и давлении 15199,5 кПа по уравнению реакции

С4Н8 (г) + Н2О(г)

С4Н9ОН(г).

Для данной реакции

- 8,4006, где Кf [кПа-1].

lg Кf = 1845

Т

 

6.16 Вычислить выход бутанола, получаемого при гидратации бутилена из смеси бутилена и воды стехиометрического состава при температуре 200 оС и давлении 20266,0 кПа по уравнению реакции

С4Н8 (г) + Н2О(г)

С4Н9ОН(г).

Для данной реакции

- 8,4006, где Кf [кПа-1].

lg Кf = 1845

Т

 

6.17 Вычислить выход уксусноэтилового эфира из смеси этилового спирта и уксусной кислоты стехиометрического состава по уравнению реакции

С2Н5ОН (г) + СН3СООН(г) СН3СООС2Н5 (г) + Н2О(г)

при температуре 150 оС и давлении 10133,0 кПа, если для данной реакции

G 0 = - 35082,84 - 23,4304 Т ln Т + 195,393 Т Дж/моль.

6.18 Вычислить выход уксусноэтилового эфира из смеси этилового спирта и уксусной кислоты стехиометрического состава по уравнению реакции

С2Н5ОН (г) + СН3СООН(г)

СН3СООС2Н5 (г) + Н2О(г)

при температуре 200 оС и давлении 10133,0 кПа, если для данной реакции

G 0 = - 35082,84 - 23,4304 Т ln Т + 195,393 Т

Дж/моль.

6.19 Вычислить выход уксусноэтилового эфира из

смеси этилового спирта

и уксусной кислоты стехиометрического состава по уравнению реакции

С2Н5ОН (г) + СН3СООН(г)

СН3СООС2Н5 (г) + Н2О(г)

при температуре 250 оС и давлении 15199,5 кПа, если для данной реакции

G 0 = - 35082,84 - 23,4304 Т ln Т + 195,393 Т

Дж/моль.

6.20 Вычислить выход ацетонитрила СН3СN из смеси этилена и аммиака стехиометрического состава по уравнению реакции

47

С2Н4 (г) + NН3 (г) СН3СN (г) + 2 Н2 (г)

при температуре 700 оС и давлении 20266 кПа, lg Кf = 1,5128, где Кf [кПа-1].

6.21 Вычислить выход ацетонитрила СН3СN из смеси этилена и аммиака стехиометрического состава по уравнению реакции

С2Н4 (г) + NН3 (г) СН3СN (г) + 2 Н2 (г)

при температуре 800 оС и давлении 20266 кПа, lg Кf =2,4288, где Кf [кПа-1].

6.22 Вычислить выход ацетонитрила СН3СN из смеси этилена и аммиака стехиометрического состава по уравнению реакции

С2Н4 (г) + NН3 (г) СН3СN (г) + 2 Н2 (г)

при температуре 900 оС и давлении 20266 кПа, lg Кf = 2,9557, где Кf [кПа-1].

4. ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ

Задача 1 1.1 Какова точка кипения воды на горе, если барометр показывает 660 мм рт. ст., Нисп. 2О) = 9,72 ккал/моль.

1.2 Удельный объем 1 кг жидкого газа С6Н5Сl при температуре кипения 132 оС равен 1,019.103 м3/кг; dP/dT= 2,736.103 Па/К. Теплота испарения при этой температуре кипения 307,231 кДж/кг. Определить плотность насыщенного пара.

1.3Давление пара этанола при 70 и 80 оС соответственно равно 540,9 и 811,8 мм рт. ст.. Рассчитать удельную теплоту испарения.

1.4Воздух насыщен парами воды при 25 оС. При какой температуре при

неизменном содержании водяных паров относительная влажность воздуха будет равна 80%, если при 25 оС давление водяного пара равно 23,76 мм рт.ст. и удельная теплота испарения воды равна 578,7 кал/г ?

1.5 Для зависимости теплоты парообразования метанола от Т предложено уравнение:

TH = ( 1115,873 – 173,636 lnТ ) Дж/моль.K

Насколько

повысится температура кипения при увеличении давления на 1

мм рт. ст.

при нормальной температуре кипения 64,7 oС ( Р =1атм).

1.6 Давление пара воды при 99,5 оС равно 746,52 мм рт. ст., а при 100,5 оС равно 773,69 мм рт.ст.. Удельный объем насыщенного пара при 100 оС составляет 1,658 м3/кг. Какова теплота испарения при 100 оС? Плотность жидкой воды при 100 оС 1,00 .10 3кг/м3.

48

1.7 Теплота испарения воды при температуре кипения под давлением 1 атм равна 2255,176 кДж/кг. Найти изменение давления пара при увеличении температуры кипения под атмосферным давлением на 1 К (dР/dТ).

1.8Давление пара бензола при 20 и 30 оС соответственно равно 75 и 118 мм рт.ст. Рассчитать удельную теплоту испарения.

1.9Давление пара 2,2-диметилбутадиона-1 выражается уравнением

lgР = - 4849,3 /Т – 14,701 lg Т +53,1187, где Р [ мм рт.ст. ].

Рассчитать теплоту испарения: а) при 25 oС, б) в точке кипения 136,7 oС.

1.10 Упругость паров толуола можно выразить уравнением

lgР ( мм рт. ст. ) = 2866,5 - 6,7lgT + 27,65

T

Определить величину молярной теплоты испарения при 110,7 oС.

1.11Давление пара СО2 (тв.) равно 1 мм рт.ст. при - 134,3 оС, а при -114,4 оС 20 мм. рт. ст.. Рассчитать теплоту возгонки.

1.12Теплота испарения эфира в точке кипения (34,5 оС) равна 88,39 кал/г. Рассчитать: а) скорость изменения давления пара с температурой (dP/dT) в

точке кипения, б) точку кипения при 750 мм рт. ст., в) давление пара при

36,0 oС. Эфир (С2Н5)2О.

1.13 Давление пара твердого бензола равно 2,24 мм рт. ст. при - 30 оС и 24,5

мм рт. ст. при 0 oС, а давление пара жидкого бензола

равно 46,3 мм рт.ст.

при 10 oС и 118,5 мм рт. ст. при 30 oС. Из этих

данных рассчитать:

а) теплоту плавления C6H6, б) координаты тройной

точки.

1.14Давление пара ВСl 3при 10 oС равно 562,9 мм рт. ст.. Молярная теплота испарения BCl3 24886,42 Дж/моль. При какой температуре ВСI3 закипает под атмосферным давлением ( 760 мм рт.ст.)?

1.15Давление пара расплавленного железа при 2277 и 2376 оС соответственно равно 6666 и 13332 Па. Определить среднюю молярную теплоту испарения железа.

1.16Давление пара воды при 95 и 97 оС соответственно равно 84513 и 90920 Па. Вычислить молярную теплоту парообразования и количество теплоты, необходимое для испарения 100г воды.

1.17Давление пара иода при 90 оС составляет 3572,4 Па, а при 100 оС равно 6065,2 Па. Определить давление пара иода при 115 оС.

49

1.18 Вычислить давление насыщенного пара сероуглерода (СS2) при - 10 оС, если давление пара при 0 оС 16929 Па. Теплота парообразования сероуглерода 363,3 Дж/г. Определить массу насыщенных паров СS2 в помещении 5×10×3 м3 при - 10 оС и концентрацию его паров (кг/м 3 ) при этой температуре.

1.19 Давление пара жидкого брома изменяется с температурой по уравнению lnP = 5083T - 4,08 lnT + 45,59

Найти: 1) уравнение зависимости теплоты испарения брома от температуры,

2)изменение энтропии при испарении 1 моль брома при 58 oС.

1.20Молярная теплота испарения ССl4 изменяется с температурой по уравнению

Н = 10960 – 10,53 Т

Определить давление насыщенного пара ССl4 при 60 оС, если известно, что ССl4 кипит при 75 оС под давлением 1 атм.

Задача 2 2.1 Зависимость температуры плавления нафталина от давления выражается

уравнением

t(оC ) = 79,8 + 3,7 · 10 -7 · Р (Па) + 1,88 · 10-14 ·Р 2(Па)

Разность удельных объемов жидкого и твердого нафталина равна 0,146 см3/г. Рассчитать молярную теплоту плавления нафталина при 5,07 · 10 6 Па.

2.2 Определить теплоту плавления метана при 90,67 К, если зависимость температуры плавления метана от давления в интервале 101,33 - 202,66 Па

выражается уравнением

Тпл = 90,667 + 2.6 10-7 Р - 6,147· 10 -16 P2.

Изменение объема при плавлении составляет 2,69 см3/моль.

2.3

Зависимость температуры плавления

олова от давления (

Па )

описывается выражением

 

 

 

t пл ( оС) = 231,8 + 0,3257· 10 -7

Р,

 

Нпл = 58,785 кДж/кг, плотность жидкого олова равна 6,988 .103

кг/м3.

Найти плотность твердого олова.

 

 

2.4

Определить приращение объема при плавлении 20 кг олова, если его

теплота плавления равна 59,413 Дж/г, температура плавления 232 оС,

плотность

твердого олова 7,18 г/см3; dT/dP = 3,25710-8 К/Па.

2.5 Рассчитать изменение

давления, требуемое для изменения точки

замерзания

воды на 1 К.

При 0 oС теплота плавления льда 79,7 кал/г,

плотность воды 0,9998 г/см3,

плотность льда 0,9168 г/см3.

50

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]