Задание для выполнения расчетно-графической работы Тема: «Энергетика и направление химических реакций. Химическое равновесие»

____________________________________ _________________ __________

(Ф.И.О. студента) (номер учебной группы) (№ варианта)

Для обратимой газофазной реакции (табл.1):

1. рассчитайте стандартную энтальпию и стандартную энтропию реакции;

2. определите энтальпийный и энтропийный факторы протекания процесса в стандартных условиях; покажите, какой из них способствует самопроизвольному протеканию процесса в прямом направлении;

3. рассчитайте стандартное изменение энергии Гиббса при 25, 227, 427, 727 С;

4. постройте график зависимости изменения энергии Гиббса от температуры в координатах: G (кДж) – Т (К);

5. по графику определите: температуру, при которой в системе равновероятны прямое и обратное направления реакции и область температур, при которых реакция в стандартных условиях может протекать самопроизвольно в прямом направлении;

6. рассчитайте температуру, при которой равновероятны прямое и обратное направления реакции, сопоставьте ее с определенной по графику;

7. рассчитайте значения констант равновесия К_р и К_с для температур 25, 227, 427, 727 С;

8. определите направление протекания реакции при этих температурах: а) из стандартного состояния; б) при следующих начальных условиях: давление каждого из исходных веществ равно p₁, давление каждого из продуктов реакции составляет p₂ (табл.1);

9. рассчитайте равновесные концентрации всех компонентов равновесной системы при температуре 727 С, если до начала реакции концентрация каждого из исходных веществ составляла 0,6 моль/л (продуктов реакции в системе не было), а к моменту равновесия прореагировало 50 % исходного вещества (если их два, то любого по выбору).

10. предложите способы увеличения концентрации продуктов реакции в равновесной смеси.

П р и м е ч а н и я:

При ответах на вопросы задания допускается: 1) ΔH⁰_х.р. и ΔS⁰_х.р. не зависят от температуры; 2) ко всем газообразным компонентам системы применимы законы идеальных газов.

Необходимые справочные данные приведены в табл. 2.

_______________________ __ до 01.11.2012__________ _до 30.11.2012_______

(дата выдачи задания) (срок сдачи на проверку) (срок защиты РГР)

Рекомендуемая литература

1. Н.Л. Глинка. Общая химия. – М.: КНОРУС, 2009.

2. Н.В. Коровин. Общая химия. – М.: Высшая школа, 2010.

3. Задачи и упражнения по общей химии: Учеб. пособие/ Под. ред. Н.В. Коровина. – М.: Высшая школа, 2003.

4. Н.Л. Глинка. Задачи и упражнения по общей химии. М.: «Интеграл-пресс», 2006.

5. Энергетика и направленность химических процессов: Метод. указ. к практическим занятиям и самостоятельной работе по химии / Сост. И.А. Паули. – Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2009 .

6. Л.Ф. Кабанова Кинетика химических реакций: Метод. указ. для лабораторно-практической и самостоятельной работы. - Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2007.

Таблица 1. Варианты расчетно-графической работы

Номер варианта	Уравнение обратимой реакции	p1, кПа	p2, кПа
1	2H2 + CO = CH3OH	70	50
2	2NO2 = N2O4	40	60
3	2NO2 = 2NO + O2	80	50
4	2HI + Cl2 = I2 + 2HCl	40	80
5	H2 + F2 = 2HF	40	90
6	H2 + Cl2 = 2HCl	50	80
7	H2 + I2 = 2HI	60	70
8	2SO2 + O2 = 2SO3	90	20
9	SO2 + Cl2 = SO2Cl2	70	50
10	COCl2 = CO + Cl2	30	40
11	CO2 + H2 = CO + H2O	80	90
12	2CO2 = 2CO + O2	30	80
13	C2H6 = C2H4 + H2	120	20
14	C2H5OH = C2H4 + H2O	80	30
15	N2 + 3H2 = 2NH3	70	40
16	2HBr = H2 + Br2	30	70
17	CH4 + H2O = CO + 3H2	90	30
18	PCl3 + Cl2 = PCl5	40	90
19	CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O	130	80
20	C3H6 + H2 = C3H8	40	140
21	CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O	80	20
22	CHCl3 + Cl2 = CCl4 + HCl	40	60
23	CH3OH = 2H2 + CO	70	30
24	H2 + Br2 = 2HBr	120	40
25	N2O4 = 2NO2	60	80
26	CO + Cl2 = COCl2	80	50
27	CO + H2O = CO2 + H2	40	60
28	C2H4 + H2 = C2H6	70	30
29	C2H4 + H2O = C2H5OH	40	70
30	C2H2 + H2 = C2H4	80	50

Таблица 2. Термодинамические характеристики некоторых веществ при 298 К

Вещество	∆H^0f , кДж/моль	S^0, Дж/(моль∙К)	∆G^0f, кДж/моль
Br2(г)	30,92	245,35	3,14
CO(г)	-110,5	197,54	-137,14
CO2(г)	-393,51	213,68	-394,38
COCl2(г)	-219,5	283,6	-205,3
CCl4(г)	-106,7	309,7	-63,95
CHCl3(г)	-101,25	295,64	-68,52
CH4(г)	-74,85	186,19	-50,79
С2Н2(г)	226,75	200,8	209,2
С2Н4(г)	52,28	219,4	68,11
С2Н6(г)	-84,68	229,5	-32,89
С3Н6(г)	20,42	226,9	62,7
С3Н8(г)	-104,0	269,9	-23,49
СН3ОН(г)	-201,2	239,7	-161,9
С2Н5ОН(г)	-235,3	278,0	-167,4
Cl2(г)	0,00	222,96	0,00
F2(г)	0,00	202,9	0,00
H2(г)	0,00	130,58	0,00
HBr(г)	-35,98	198,5	-53,5
HCl(г)	-92,3	186,69	-95.27
HF(г)	-268,61	173,51	-270,7
HI(г)	25,94	206,3	1,3
H2O(г)	-241,82	188,7	-228,61
I2(г)	62,24	260,58	19,4
N2(г)	0,00	191,5	0,00
NH3(г)	-46,19	192,5	-16,66
NO(г)	90,37	210,62	86,71
NO2 (г)	33,5	240,45	51,8
N2O4 (г)	9,66	304,3	98,28
O2(г)	0,00	205,04	0,00
PCl3(г)	-306,5	311,7	286,3
PCl5(г)	-592,0	324,6	-545,2
SO2 (г)	-296,9	248,1	-300,4
SO3 (г)	-395,2	256,23	-370,4
SO2Cl2 (г)	-363,17	311,29	-318,85

ПРИЛОЖЕНИЕ 1