1 курс (энергетики) / защита работы 2 / Zaschita_2_Bilet_26
.pdf
Защита №2 Билет 26
Задача 1
Na2SO3 ∙ 5H2O(т) = Na2SO3 ∙ 3H2O(т) + 2H2O(г)
T1 = 26°C
T2 = 30°C p1(H2O) = 1076 Па p2(H2O) = 1453 Па
r H ?
r S ?
r GT ?
Температуру необходимо перевести в кельвины, а
давление водяного пара в относительные безразмерные величины:
T1 = 26°C = 26 + 273 = 299К
T2 = 30°C = 30 + 273 = 303К
p1(H2O) = 1076 Па 1076105 1,076 10 2
p2(H2O) = 1453 Па 1453105 1, 453 10 2
Выражение константы равновесия для данной реакции:
KP p2 (H2O)
Рассчитаем константы равновесия для каждой из температур:
KP |
p12 (H2O) 1, 076 10 2 2 |
1,16 10 4 |
1 |
|
|
KP |
p22 (H2O) 1, 453 10 2 2 |
2,11 10 4 |
2 |
|
|
Изменение энергии Гиббса при каждой температуре:
rG299 |
RT1 ln KP |
8,31Дж |
моль К |
299K ln 1,16 10 4 |
22516 Дж |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rG303 |
RT1 ln KP |
8,31Дж |
моль К |
303K ln 2,11 10 4 |
21311 Дж |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходя из интегральной формы уравнения изобары Вант-Гоффа рассчитаем энтальпию реакции:
|
|
КP |
|
|
H |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ln |
2 |
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
КP1 |
|
|
R |
T1 |
|
T2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
r H |
|
RT T |
ln |
|
КP |
|
|
|
8, 31Дж |
моль К |
299К 303К |
ln |
2,11 10 4 |
112603 Дж 112,6 кДж |
|||||||||||||||
|
|
1 |
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
T T |
|
К |
P |
|
|
|
303К 299К |
1,16 |
10 4 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рассчитаем энтропию реакции: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
G0 |
|
H T |
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
r |
299 |
|
|
|
r |
|
1 |
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
r S |
r H rG2990 |
|
|
112603 Дж 22516 Дж |
301,3 |
Дж |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
К |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
T1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
299K |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
COCl2 = CO + Cl2
T = 885K
p0(COCl2) = 100 кПа p(COCl2) = 70%p0(COCl2)
rGT ?
Задача 2
Начальное давление переведем в относительные безразмерные величины:
p0(COCl2) = 100 кПа = 105 Па 105 1 105
Изменение давления фосгена:
p(COCl2) = 70% p0 (COCl2) = 0,7 p0 (COCl2) = 0,7 ∙ 1 = 0,7
Составим таблицу материального баланса для расчета равновесных давлений веществ:
Компонент |
COCl2 |
CO |
Cl2 |
Начальное давление |
1 |
0 |
0 |
Изменение давления |
0,7 |
0,7 |
0,7 |
Равновесное давление |
0,3 |
0,7 |
0,7 |
Изменение давлений веществ: p(CO) = p(Cl2) = p(COCl2) = 0,7
Равновесные давления веществ:
p(COCl2) = p0(COCl2) – p(COCl2) = 1 – 0,7 = 0,3 p(CO) = p0(CO) + p(CO) = 0 + 0,7 = 0,7
p(Cl2) = p0(Cl2) + p(Cl2) = 0 + 0,7 = 0,7
Константа равновесия реакции:
K |
|
|
p(CO) p(Cl2 ) |
|
0, 7 0, 7 |
|
1, 633 |
|
|||
P |
|
|
|
||||||||
|
|
|
p(COCl2 ) |
|
0,3 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Изменение энергии Гиббса реакции: |
|
|
|||||||||
G |
RT ln K |
|
8,31Дж |
моль |
К |
885K ln1,633 3607 Дж 3,6 кДж |
|||||
r |
885 |
1 |
P |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
Ea 65,96 кДж/моль
T1 20 C
T2 30 C
2 45c
1 ?
Задача 3
В системе СИ:
T1 = 20°C = 20 + 273 = 293К
T2 = 30°C = 30 + 273 = 303К
Ea = 65,96 кДж/моль = 65960 Дж/моль
Время прохождения реакции будем рассчитывать, исходя из интегральной формулы уравнения Аррениуса:
|
|
|
k |
|
|
E |
A |
1 |
|
1 |
|
|
E |
A |
(T T ) |
|
|
|
|
|
|||||||||
ln |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
k1 |
|
|
R T1 |
|
|
T2 |
|
|
|
|
RT1T2 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
k2 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
k |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ln |
1 |
|
|
EA (T2 T1 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
2 |
|
|
RT T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
|
(T T ) |
|
|
65960 Дж/моль 303K 293K |
|
||||||||||||||
1 |
2 exp |
|
A |
|
2 |
|
1 |
|
|
45c exp |
|
|
|
|
110c |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дж |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RT1T2 |
|
|
|
|
|
8,31 |
293K 303K |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
моль К |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||