1. Главная
  2. Библиотека
  3. Химия
  4. На основании значений стандартных энтальпий образования...
Разбор задачи

На основании значений стандартных энтальпий образования веществ из приложения (табл.1) определите изобарный тепловой эффект химической реакции А (табл. 1) (в кДж) при условии, что все вещества, участвующие в реакции, находятся в идеальном газообразном

  • Предмет: Химия
  • Автор: Кэмп
  • #Физическая химия
  • #Химическая термодинамика
На основании значений стандартных энтальпий образования веществ из приложения (табл.1) определите изобарный тепловой эффект химической реакции А (табл. 1) (в кДж) при условии, что все вещества, участвующие в реакции, находятся в идеальном газообразном

Условие:

  1. На основании значений стандартных энтальпий образования веществ ΔHf0\Delta H_f^{0} из приложения (табл.1) определите изобарный тепловой эффект химической реакции А (табл. 1) QP=ΔHf,2980Q_P = \Delta H_{f, 298}^{0} (в кДж) при условии, что все вещества, участвующие в реакции, находятся в идеальном газообразном состоянии.
  2. На основании данных из приложения (табл.1) определите изменение истинной теплоемкости в системе в результате реакции А ΔrCP,T0\Delta r C_{P, T}^{0} (в Дж/К). Температуру Т для своего варианта возьмите из табл. 1.
  3. Определите тепловой эффект реакции А при температуре T и стандартном давлении ΔrHT0\Delta r H_T^{0} (в кДж), используя найденные ранее значения ΔHf,2980\Delta H_{f, 298}^{0} и ΔrCP,T0\Delta r C_{P, T}^{0}.
  4. Установите, как будет меняться тепловой эффект химической реакции А при повышении температуры. Ответ аргументируйте, используя соответствующие уравнения химической термодинамики.
  5. Определите изменение энтропии системы (в Дж/К) в результате химической реакции А, протекающей между веществами в идеальном газообразном состоянии при стандартном давлении и температуре 298 К. Значения стандартной энтропии для веществ возьмите из табл.1 приложения.
  6. Рассчитайте изменение энтропии ΔrST0\Delta r S_T^{0} (в Дж/К) в ходе реакции А при температуре Т и стандартном давлении, используя рассчитанные в п.5 значения изменения энтропии при температуре 298 К и ΔrCP,T0\Delta r C_{P, T}^{0}.
  7. Определите изменение стандартной энергии Гиббса ΔrGT0\Delta r G_T^{0} (Дж) для химической реакции А при температуре 298 К и при температуре Т.
  8. Рассчитайте термодинамическую константу равновесия Ka реакции А при температуре 298 К и температуре Т.
  9. Определите глубину превращения (\xi) в реакции A при температуре Т и атмосферном давлении при условии, что исходные вещества взяты в стехиометрических количествах.
  10. Определите степень превращения исходных веществ.
  11. Определите состав равновесной смеси в % (мол.) для химической реакции А при температуре Т и атмосферном давлении при стехиометрическом соотношении исходных веществ.
  12. Установите характер влияния температуры на термодинамическую константу равновесия Ka и равновесный выход продуктов химической реакции А. Ответ аргументируйте, используя соответствующие уравнения химической термодинамики. Сопоставьте сделанные выводы с расчетными значениями констант равновесия.
  13. Установите характер влияния общего давления на равновесный выход продуктов химической реакции А. Ответ аргументируйте.
  14. Сделайте вывод об оптимальных условиях протекания процесса: при каких температурах и давлениях следует проводить реакцию А для получения максимального выхода продуктов. Реакция 2CH4=C2H2+3H2 T=700К Kp=1,19*10-16

Решение:

1. Дано

  • Реакция: 2CH4C2H2+3H22CH_4 \rightleftharpoons C_2H_2 + 3H_2

  • Температура T=700T = 700 К

  • Константа равновесия Kp=1,19×1016K_p = 1,19 \times 10^{-16} (при 700 К)

  • Стандартные термодинамические величины (справочные данные):

  • ΔfH298(CH4)=74,8\Delta_f H^\circ_{298} (CH_4) = -74,8 кДж/моль

  • ΔfH298(C2H2)=226,7\Delta_f H^\circ_{298} (C_2H_2) = 226,7 кДж/моль

  • ΔfH298(H2)=0\Delta_f H^\circ_{298} (H_2) = 0 кДж/моль

  • S298(CH4)=186,2S^\circ_{298} (CH_4) = 186,2 Дж/(моль·К)

  • S298(C2H2)=200,8S^\circ_{298} (C_2H_2) = 200,8 Дж/(моль·К)

  • S298(H2)=130,6S^\circ_{298} (H_2) = 130,6 Дж/(моль·К)

  • Cp(CH4)=35,6C_p (CH_4) = 35,6 Дж/(моль·К)

  • Cp(C2H2)=43,9C_p (C_2H_2) = 43,9...

Внутри — полный разбор, аргументация, алгоритм решения, частые ошибки и как отвечать на каверзные вопросы препода, если спросит

Попробуй решить по шагам

Попробуй один шаг и продолжи в режиме обучения или посмотри готовое решение

Какой термодинамический параметр позволяет определить, как будет изменяться тепловой эффект химической реакции при повышении температуры?

Что нужно знать по теме:

Что нужно знать по теме

Алгоритм решения

Топ 3 ошибок

Что спросит препод

Выбери предмет