Задачи и упражнения для самостоятельной работы

№ п/п

Задачи

Условие задачи

1.

Какая из реакций термодинамически более вероятна при температуре 527^оC?

Найдите температурный предел термодинамической осуществимости каждой из этих реакций.

2.

При расщеплении нормальных алканов по схеме:

С_n+mH_2(n+m)+2 → C_nH_2n + С_mH_2m+2

распад может происходить в центре молекулы или ближе к ее концу. На примере распада н-С₈Н₁₈ расчетом покажите:

а) Какое направление термодинамически более вероятно при температуре 427^оС?

б) В случае распада на неодинаковые по числу углеродных атомов части при температуре 527^оС большую молекулярную массу будет иметь алкан или алкен?

3.

Для реакции дегидрирования метилциклогексана с образованием толуола:

найдите температурный предел термодинамической осуществимости ее протекания.

4.

Для реакции алкилирования бензола этиленом:

С₆Н₆ + С₂Н₄ →С₆Н₅-С₂Н₅ рассчитайте, при каких температурах эта реакция термодинамически вероятна.

5.

Для расчета величины ∆G реакций крекинга алканов, который может протекать по двум направлениям - распад в центре молекулы (I) и дегидрирование (II):

С_n+mH_2(n+m)+2 → C_nH_2n + С_mH_2m+2 (I)

С_nH_2n+2 → С_nH_2n + Н₂ (II)

Для этих реакций предложены соответственно уравнения:

∆G(I)=78,353–2,095n–112,7∙10^-3T–4,19∙10^-3nT, кДж/моль;

∆G(II)=139,946–2,095n–116,9∙10^-3T–4,19∙10^-3nT, кДж/моль,

где: n – число атомов углерода в молекуле исходного алкана;

№ п/п

Задачи

Условие задачи

Т – температура крекинга, ^оК.

Расчетным путем ответьте на вопросы:

а) На какую из реакций температура оказывает большее влияние?

б) Как влияет молекулярная масса на термическую устойчивость алканов?

в) Изменяется ли вероятность распада углеводородов на две равные части по мере роста молекулы?

6.

Найдите температурный предел термодинамической осуществимости реакций дегидрирования пропана (I) и циклогексана (II):

С₆Н₁₂ ↔ С₆Н₆ + 3Н₂ (I)

С₃Н₈ ↔ С₃Н₆ + Н₂ (II)

7.

Реакция изомеризации метилциклопентана является обратимой и при определенных режимных условиях может протекать как в прямом, так и в обратном направлениях:

Расчетом покажите, какое из направлений этой реакции будет наиболее вероятным при температуре 477^оС и атмосферном давлении?

8.

Для реакции дегидрирования этилбензола:

найдите вид температурной зависимости и температурный предел термодинамической осуществимости реакции.

9.

Рассчитайте температурный предел термодинамической осуществимости реакции гидрирования дивинила до 1-бутена:

С₄Н₆ + Н₂ ↔ С₄Н₈

Покажите, при каких температурах эта реакция будет протекать, а при каких температурах ее осуществить невозможно?

10.

Для расчета величины ∆G реакций крекинга алканов, который может протекать по двум направлениям - распад в центре молекулы (I) и дегидрирование (II):

С_n+mH_2(n+m)+2 → C_nH_2n + С_mH_2m+2 (I)

С_nH_2n+2 → С_nH_2n + Н₂ (II)

Для этих реакций предложены соответственно уравнения:

№ п/п

Задачи

Условие задачи

∆G(I)=78,353–2,095n–112,7∙10^-3T–4,19∙10^-3nT, кДж/моль;

∆G(II)=139,946–2,095n–116,9∙10^-3T–4,19∙10^-3nT, кДж/моль,

где: n – число атомов углерода в молекуле исходного алкана;

Т – температура крекинга, ^оК.

Расчетным путем ответьте на вопросы:

а) Возможен ли распад н-бутана по реакциям (I) и (II) при температуре 427^оС?

б) Каким должен быть размер молекулы, чтобы распад по реакции (II) при температуратурах 427^оС и 827^оС был достаточно заметен?

11.

Какая из реакций дигидроциклизации н-октана будет термодинамически более вероятной при температуре 527^оС:

12.

Какая из трех реакций будет преобладать при температуре 527^оС?

2СН₂=СН₂ → СН₂=СН−СН₂−СН₃ (I)

2СН₂=СН₂ → СН₂=СН−СН=СН₂ + Н₂ (II)

СН₂=СН₂ → СН≡СН +Н₂ (III)

Как будет влиять температура и давление на каждую из этих реакций?

13.

При алкилировании изобутана бутиленом образуется изооктан (2,2,4-триметилпентан):

Найдите температурный предел вероятности протекания этой реакции.