Результаты приблизительных расчетов термодинамических функций
Расчет энтальпии, энтропии при стандартных условиях. Результаты точных расчетов термодинамических функций. Графики температурной зависимости термодинамических функций. Выражение для константы равновесия, тепловой эффект достижения состояния равновесия.
| Рубрика | Химия |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.12.2019 |
| Размер файла | 6,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский технологический университет „МИСиС“»
Институт ЭкоТех
Отчет по домашнему заданию
по дисциплине: Физическая химия
Казакова Алена
Москва 2019
Оглавление
- 1)Расчет энтальпии, энтропии при стандартных условиях (T=298K, p = 1 атм) и получение формулы для ср
- 2)Результаты приблизительных расчетов термодинамических функций ?HТ0, ?ST0, ?GT0 и ln Kp в интервале температур 1900Кч2500К
- 3)Результаты точных расчетов термодинамических функций ?HТ0, ?ST0, ?GT0 и ln Kр в интервале температур 1900Кч2500К
- 4)Графики температурной зависимости термодинамических функций ?HТ0, ?ST0, ?сp, ?GT0 и ln Kp
- 5)Выражение для константы равновесия
- 6)Исследование вопроса о направлении реакции при температуре 2050К и давлении 1,5 атм, если в исходный момент взято по 1 молю исходных веществ и по 2 моля продуктов реакции
- 7)Термодинамический анализ выхода реакции от давления и температуры
- 8)Расчет теплового эффекта достижения состояния равновесия реакционными стехиометрическими смесями исходных веществ и всех веществ
- 9)Расчет условий (P и T) протекания реакции, при которых сумма мольных долей газообразных продуктов реакции составит 0,8, при условии, что реагирует стехиометрическая смесь исходных веществ
1) Расчет энтальпии,энтропии при стандартных условиях (T=298K, p = 1 атм) и получение формулы для ср.
CH4 + 2CS2 = 3CS + H2S + H2
Расчет энтальпии реакции
?H2980 = 3*?H2980 (CS) + ?H2980(H2S) + ?H2980(H2) - 2*?H2980(CS2) - - ?H2980(CH4) = 3*(279780) + (-20600) + 0 - 2*(116700) - (-74600) =
= 659940Дж
Расчет энтропии реакции
?S2980 = 3*?S2980(CS) + ?S2980(H2S) + ?S2980(H2) - 2*?S2980(CS2) - - ?S2980(CH4) = 3*210,45 + 205,69 + 130,52 - 2*237,77 - 186,26 = = 305,76
Расчет ?a, ?b, ?c
?a = 3*?a(CS) + ?a(H2S) + ?a(H2) - 2*?a(CS2) -?a(CH4) = 3*33,7 + 29,37 + 27,28 - 2*52,09 - 42,06 = 11,51
?b*103 = 3*?b*103(CS) + ?b*103(H2S) + ?b*103(H2) - 2*?b*103(CS2) -?b*103(CH4) = 3*2,04 + 15,40 + 3,26 - 2*6,69 - 31,50 = - 20,1
?c*10-5 = 3*?c*10-5(CS) + ?c*10-5(H2S) + ?c*10-5(H2) - - 2*?c*10-5(CS2) -?c*10-5(CH4) = 3*(-4,57) + 0 + 0,50 - 2*(-7,53) - (-17,29) = 19,14
Результаты
?H2980 = 659940 Дж
?S2980 = 305,76
?a = 11,51
?b = - 20,1 *10-3
?c = 19,14*105
?cp= 11,51- 20,1*10-3*T + 19,14*105*T-2
2) Результаты приблизительных расчетов термодинамических функций ?HТ0, ?ST0, ?GT0иlnKp в интервале температур 1900Кч2500К
Расчеты проводились по следующим формулам:
?HТ0 = ?H2980 +
?ST0 = ?S2980 +
?GT0= ?HТ0 - T*?ST0
1) При ср=0
?HТ0 = ?H2980 + = ?H2980
?ST0 = ?S2980+ = ?S2980
2) При ср=const = ср(298) = 27,073
?HТ0 = ?H2980 + = ?H2980 + ср(298)*(Т - 298)
?ST0 = ?S2980 + = ?S2980 + ср(298)*ln
3) При ср= const = ср= -15,653
?HТ0 = ?H2980 + = ?H2980 + ср*(Т - 298)
?ST0 = ?S2980 + = ?S2980 + ср*ln
3) Результаты точных расчетов термодинамических функций ?HТ0, ?ST0, ?GT0 и lnKр в интервале температур 1900Кч2500К
4) Графики температурной зависимости термодинамических функций ?HТ0, ?ST0, ?сp,?GT0 и lnKp
T = 2050K ,p = 1,5 атм
5) Выражение для константы равновесия
a) При стехиометрической смеси исходных веществ.
|
CH4 + |
2CS2= |
3CS + |
H2S + |
H2 |
||
|
1 |
2 |
0 |
0 |
0 |
Исходн |
|
|
1-z |
2-2z |
3z |
z |
z |
Равновес |
= 1 - z + 2 - 2z + 3z + z + z = 2z + 3
x(CH4) =
x(CS2) =
x(CS) =
x(H2S) =
x(H2) =
Kр = = = = = =
0 < z <1
b) При стехиометрической смеси всех веществ.
|
CH4 + |
2CS2 = |
3CS + |
H2S + |
H2 |
||
|
1 |
2 |
3 |
1 |
1 |
Исходн |
|
|
1- z |
2 - 2z |
3 + 3z |
1 + z |
1 + z |
Равновес |
= 1 - z + 2 - 2z + 3 + 3z + 1 + z + 1 + z = 2z + 8
x(CH4) =
x(CS2) =
x(CS) =
x(H2S) =
x(H2) =
Kр = = = = = =
-1< z < 1
|
Вещество |
Состав смеси |
Общее давление |
Z равн |
Проверка |
||
|
ИсходнИсходн |
Равнов |
|||||
|
СH4 |
1 |
0,49 |
1,5 атм |
0,5078 |
правильно |
|
|
CS2 |
2 |
0,98 |
||||
|
CS |
0 |
1,51 |
||||
|
H2S |
0 |
0,51 |
||||
|
H2 |
0 |
0,51 |
||||
|
СH4 |
1 |
0,02 |
1,5 атм |
0,0158 |
правильно |
|
|
CS2 |
2 |
1,97 |
||||
|
CS |
3 |
3,05 |
||||
|
H2S |
1 |
1,02 |
||||
|
H2 |
1 |
1,02 |
||||
|
Расчет равновесных составов |
||||||
|
Вещество |
Число молей , n |
Мольная доля X = |
Мольный процент X*100% |
Массовый процент w = |
||
|
Стехиометрическая смесь исходных веществ |
||||||
|
СH4 |
0,49 |
0,1225 |
12,25% |
4,69% |
||
|
CS2 |
0,98 |
0,2450 |
24,50% |
44,57% |
||
|
CS |
1,51 |
0,3775 |
37,75% |
39,76% |
||
|
H2S |
0,51 |
0,1275 |
12,75% |
10,39% |
||
|
H2 |
0,51 |
0,1275 |
12,75% |
0,61% |
||
|
Стехиометрическая смесь всех веществ |
||||||
|
СH4 |
0,02 |
0,0028 |
00,28% |
0,10% |
||
|
CS2 |
1,97 |
0,2782 |
27,82% |
46,64% |
||
|
CS |
3,05 |
0,4308 |
43,08% |
41,81% |
||
|
H2S |
1,02 |
0,1441 |
14,41% |
10,82% |
||
|
H2 |
1,02 |
0,1441 |
14,41% |
0,63% |
6) Исследование вопроса о направлении реакции при температуре 2050К и давлении 1,5 атм, если в исходный момент взято по 1 молю исходных веществ и по 2 моля продуктов реакции
= 8
x(CH4) = 0,125
x(CS2) = 0,125
x(CS) = 0,25
x(H2S) = 0,25
x(H2) = 0,25
?GT =-R*T*lnKp+ R*T*ln = -R*T*lnKp + R*T*ln = = -R*T*ln 0,267 + R*T*ln = R*T(ln1,125- ln 0,276) = 8,314*2050*1,405 = = +23948,378Дж
?GT> 0, реакция запрещена в прямом направлении и разрешена в обратном. энтропия энтальпия термодинамический равновесие
7) Термодинамический анализ выхода реакции от давления и температуры
Выход любой реакции зависит от температуры
Если lnKp> 0 то > 0, реакция эндотермическая, и при повышении температуры Кр увеличивается и выход реакции увеличивается
Если lnKp< 0 то < 0, реакция экзотермическая, и при повышении температуры Кр уменьшается и выход реакции уменьшается
Т.кlnKp= 0,267 > 0то > 0, реакция эндотермическая, и при увеличении температуры выход реакции увеличивается.
Кр= =
Из этой формулы можно сделать вывод, что направление реакции зависит от давления (чем больше давление, тем меньше выход реакции)
8) Расчет теплового эффекта достижения состояния равновесия реакционными стехиометрическими смесями исходных веществ и всех веществ.
Если при образовании 1 моля H2,1 моляH2S, 3 моляCS,энтальпия реакции равна ?HТ0, то при образовании z молей H2,z молейH2S, 3z молейCS,энтальпия будет равна z*?HТ0
a) При стехиометрической смеси исходных веществ.
Прореагировало z = 0,5078 моль
?H= ?H2980 * z = 644252*0,5078 = 327151,166Дж
b) При стехиометрической смеси всех веществ.
Прореагировало z = 0,0158 моль
?H = ?H2980 * z = 644252*0,0158 = 10179,182Дж
9) Расчет условий (PиT) протекания реакции, при которых сумма мольных долей газообразных продуктов реакции составит 0,8, при условии, что реагирует стехиометрическая смесь исходных веществ.
Пусть реакция будет проходить при температуре 2500К. Найдем давление, при котором сумма мольных долей газообразных продуктов реакции составит 0,8
Найдем z из условия равенства 0,8 суммы мольных долей газообразных продуктов
+ + = 0,8
= 0,8
5z = 1,6z + 2,4
z =
Kр = = = = = = = = *2,389
Kр(2500К)=224,1
224,1 = *2,389
Ответ: (T = 2500K, p = 9,685 атм)
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Порядок вычисления термодинамических функций. Описание физических, химических свойств вещества H2 и его применение. Вычисление термодинамических функций H0(T) - H0(0), S0(T), Ф0(T), G0(T) - G0(0) для заданного вещества Н2 в интервале температур 100-500К.
курсовая работа [111,6 K], добавлен 09.09.2008Вычисление термодинамических функций для молибдена в интервале температур 100-500К. Применение вещества, описание его физических и химических свойств. Расчет константы равновесия заданной химической реакции с помощью энтропии и приведенной энергии Гиббса.
курсовая работа [251,8 K], добавлен 18.02.2013Спектроскопия как физический метод исследования веществ, его точность и широкое применение в различных областях химии. Термодинамические параметры реакции (константы равновесия, энтальпии и энтропии реакции) бис-ацетилацетоната меди (II) с пиридином.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 09.03.2012Квантово-химический расчет термодинамических данных при полной оптимизации геометрии и оценка количественного содержания наиболее стабильных таутомерных форм молекулы нитрогуанидина при стандартных условиях в газовой фазе с помощью программы GAUSSIAN-03.
курсовая работа [937,6 K], добавлен 08.06.2012Основные понятия и законы химической термодинамики. Основы термохимических расчётов. Закон Гесса, следствия из него и значение. Расчёты изменения термодинамических функций химических реакций. Сущность химического равновесия, его константа и смещение.
реферат [35,3 K], добавлен 14.11.2009Расчет изобарно-изотермического потенциала. Расчет основных термодинамических функций. Оценка вероятности протекания химических реакций в заданных условиях и определение их направления, предпочтительности протекания одной реакции перед другой.
курсовая работа [162,0 K], добавлен 18.04.2014Взаимосвязь термодинамических (макроскопических) параметров системы, их применение для оценки свойств чистых веществ и их смесей. Характеристика и вид уравнений состояния жидкостей и твердых тел, их теоретическая и практическая ценность, суть равновесия.
курсовая работа [455,1 K], добавлен 13.04.2012Анализ методов получения тройных соединений в системе оксидов Bi2O3-PbO, практическая проверка их термодинамических свойств. Исследование энтропии в стандартных условиях и при фазовых превращениях, теплоемкости для расчетных и экспериментальных методов.
курсовая работа [479,3 K], добавлен 23.11.2011Описание меди и сплавов на её основе (бронзы). Диаграммы состояния Be–Cu, Be–Ni, Cu–Ni. Особенности термодинамического моделирования свойств твёрдых металлических растворов. Расчёт термодинамических активностей компонентов бериллиевой бронзы БрБ2.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.03.2011Общая характеристика реакции полимеризации тетрафторэтилена. Расчет теплоемкости и других термодинамических параметров реагентов и продукта реакции. Схема построения самой длинной углеродной цепи и замещения групп. Изобарно-изотермический потенциал.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 13.12.2010Определение термодинамических характеристик процессов плавления, испарения и сублимации исследуемого вещества (CsY (pta) 4). Дифференциальная сканирующая калориметрия. Особенности тензиметрического метода исследования зависимости давления от температуры.
реферат [194,9 K], добавлен 13.04.2012Метод Татевского. Параметры для прогнозирования основных термодинамических и физико-химических свойств веществ. Энтальпия образования. Алканы, подходы к прогнозированию. Результаты прогнозирования алканов. Алкилбензолы и их функциональные производные.
реферат [50,7 K], добавлен 17.01.2009Основные понятия и законы химии. Классификация неорганических веществ. Периодический закон и Периодическая система элементов Д.И. Менделеева. Основы термодинамических расчетов. Катализ химических реакций. Способы выражения концентрации растворов.
курс лекций [333,8 K], добавлен 24.06.2015Химические свойства и получение в промышленности изопропилового спирта, его применение. Расчет теоретического и практического материального баланса, термодинамический анализ реакций. Расчет изменения энтропии, константы равновесия, теплоты сгорания.
курсовая работа [265,6 K], добавлен 08.03.2011Характеристика химического равновесия в растворах и гомогенных системах. Анализ зависимости константы равновесия от температуры и природы реагирующих веществ. Описания процесса синтеза аммиака. Фазовая диаграмма воды. Исследование принципа Ле Шателье.
презентация [4,2 M], добавлен 23.11.2014Энтальпия - термодинамическая функция состояния и сумма внутренней энергии и работы против внешних сил. Энтальпия образования сложного вещества. Определение энтальпии реакции нейтрализации. Описание эксперимента, вычисление относительной ошибки измерения.
лабораторная работа [73,7 K], добавлен 18.05.2012Этанол и его свойства. Расчет изменения энтропии химической реакции. Основные способы получения этанола. Физические и химические свойства этилена. Расчет константы равновесия. Нахождение теплового эффекта реакции и определение возможности ее протекания.
курсовая работа [106,7 K], добавлен 13.11.2009Рассчет сродства соединений железа к кислороду воздуха при определееной константе равновесия реакции. Определение колличества разложившегося вещества при нагревании. Вычисление константы равновесия реакции CO+0,5O2=CO2 по стандартной энергии Гиббса.
тест [115,4 K], добавлен 01.03.2008Тепловой эффект химической реакции или изменение энтальпии системы вследствие протекания химической реакции. Влияние внешних условий на химическое равновесие. Влияние давления, концентрации и температуры на положение равновесия. Типы химических связей.
реферат [127,3 K], добавлен 13.01.2011Оформление реакционного узла жидкофазного гидрирования углеводородов. Классификация реакций жидкофазного гидрирования в зависимости от формы катализатора. Влияние термодинамических факторов на выбор условий процесса. Селективность реакций гидрирования.
реферат [303,3 K], добавлен 27.02.2009
