Химическая термодинамика (задачи, примеры, задания). Захаров И.В - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

10
Примеры решения задач
Задача 1. Определить величину
∆
r
H
0
1000
для реакции получения
порошка графита
4K
(г)
+ CCl
4 (г)
↔ 4KCl
(кр)
+ С
(гр)
.
Теплоёмкости при постоянном давлении и температуре 298 К в
Дж/(моль·К) равны для
CCl
4 (г)
– 83,4; KCl
(кр)
– 51,5; С
(гр)
– 8,5.
Решение. Расчет проводится по уравнению
∆
r
H
0
1000
= ∆
r
H
0
298
+ ∆
r
C
p,298
·(1000 – 298)
Величины
∆
f
H
298
для К
(г)
, KCl
(кр)
, CCl
4 (г)
приведены в таблице 1.1. Для
С
(гр.)
- графита, как для простого вещества в его стабильной форме
∆
r
H
0
298
, по определению, равна нулю. Таким образом,
∆
r
H
0
298
= 0 + 4
.
(-436) - 4
.
90 + 107 = -1997 кДж/моль.
Эта большая по модулю величина показывает, что нет нужды учитывать
в расчете то, что
∆
r
C
p
= f(T). Достаточно учета величины ∆
r
C
p,298
,
полагаемой постоянной. Величина
C
p,298
для К
(г)
равна, очевидно, 5/2R,
т.е.
20,8 Дж/(моль·К) и ∆
r
C
p,298
= 48 Дж/(моль·К), для ∆
r
H
0
1000
получим
соответственно величину – 1963 кДж/моль. Столь малое различие
величины
∆
r
H
0
1000
и ∆
r
H
0
298
показывает, что учет зависимости ∆
r
H
0
от Т
в случае большой по модулю величине
∆
r
H
0
298
был, пожалуй,
излишним.
Задача 2. Тепловой эффект реакции
H
2
СОCH
2
+ H
2
⇔
CH
3
CH
2
OН
равен – 183 кДж/моль. Оценить энергию разрыва С–О связи в оксиде
этилена C
2
H
4
O и сопоставить со средней энергией С–О связей,
характерной для других органических веществ.
Решение. Величина теплового эффекта реакции может быть
определена через величины энергий разрываемых и образующихся
связей. В данном случае
.) )(()()(
42
0
HCHOHHOC
OHCr
H −−−− −−+=Δ
εεεε
                        Примеры решения задач
                                                    0
    Задача 1. Определить величину ∆rH                1000   для реакции получения
порошка графита

           4K(г) + CCl4 (г) ↔ 4KCl(кр) + С(гр).

Теплоёмкости при постоянном давлении и температуре 298 К в
Дж/(моль·К) равны для CCl4 (г) – 83,4; KCl(кр) – 51,5; С(гр) – 8,5.

     Решение. Расчет проводится по уравнению

           ∆rH01000 = ∆rH0298 + ∆rCp,298·(1000 – 298)

Величины ∆fH298 для К(г) , KCl(кр) , CCl4 (г) приведены в таблице 1.1. Для
С(гр.) - графита, как для простого вещества в его стабильной форме
∆rH0298 , по определению, равна нулю. Таким образом,

           ∆rH0298 = 0 + 4.(-436) - 4.90 + 107 = -1997 кДж/моль.

Эта большая по модулю величина показывает, что нет нужды учитывать
в расчете то, что ∆rCp = f(T). Достаточно учета величины ∆rCp,298 ,
полагаемой постоянной. Величина Cp,298 для К(г) равна, очевидно, 5/2R,
                                                          0
т.е. 20,8 Дж/(моль·К) и ∆rCp,298 = 48 Дж/(моль·К), для ∆rH 1000 получим
соответственно величину – 1963 кДж/моль. Столь малое различие
              0         0
величины ∆rH 1000 и ∆rH 298 показывает, что учет зависимости ∆rH0 от Т
                                                    0
в случае большой по модулю величине ∆rH 298 был, пожалуй,
излишним.

     Задача 2. Тепловой эффект реакции

           H2СОCH2 + H2 ⇔ CH3CH2OН

равен – 183 кДж/моль. Оценить энергию разрыва С–О связи в оксиде
этилена C2H4O и сопоставить со средней энергией С–О связей,
характерной для других органических веществ.

     Решение. Величина теплового эффекта реакции может быть
определена через величины энергий разрываемых и образующихся
связей. В данном случае

           Δ r H 0 = ε (C − O) C    H O
                                          + ε ( H − H ) − ε (O − H ) − ε (C − H ).
                                   2 4

                                          10

Страницы