Уважаемый староста! Посылаю Вам условия задания №2 по теме “Химическая термодинамика, кинетика, равновесие” для распространения и выполнения всеми студентами группы к 10-ой учебной неделе на листах ф.А4 с титульным листом, содержащим фамилию, группу студента, вариант и фамилию его преподавателя.

Расчетное задание №2 Химическая термодинамика, кинетика, равновесие

Задача 1. Вычислите удельную теплоту сгорания (кДж/м³) газовой смеси (н.у.) следующего объёмного состава (см. таблицу), считая состояния веществ стандартными и температуру, равной 298К.

Задача 2. Для Вашей обратимой химической реакции:

1) рассчитайте стандартную энтальпию и стандартную энтропию реакции при 298К,

2) определите, в каком направлении будет протекать реакция при стандартных состояниях всех участников и 298К,

3) рассчитайте температуру, при которой равновероятны прямая и обратная реакции и область температур, при которых наиболее вероятно протекание прямой реакции,

4) определите, изменится ли направление протекания процесса при 298К с увеличением парциальных давлений исходных газообразных веществ до 3 атмосфер,

5) выберите любую температуру из области самопроизвольного протекания прямой реакции (п.3) и рассчитайте стандартное изменение энергии Гиббса с учётом зависимости энтальпии и энтропии реакции от температур и предполагая, что теплоемкость веществ постоянна в интервале температур

(298-T) K,

6) рассчитайте значения констант равновесия К_р и К_с и равновесные давления и концентрации всех веществ при этой температуре (п.5), если начальные парциальные давления исходных веществ равнялись 3 атм., а продуктов -1 атм.

7) предложите способы увеличения выхода продуктов в равновесной смеси.

Задача 3. Для гомогенной химической реакции А+ В = АВ, имеющей общий порядок, равный 2, запишите кинетическое уравнение и рассчитайте:

1) энергию активации, используя значения констант скоростей k₁, k₂ (л∙ моль^-1с^-1) при двух соответствующих температурах Т₁, Т₂ (К) и предложите способ ее уменьшения,

2) предэкспоненциальный множитель уравнения Аррениуса,

3) начальную скорость данной реакции при Т₂ и начальной концентрации исходных вещества, равной С (моль/л),

4) рассчитайте период полупревращения вещества при Т_2,

5) определите концентрацию исходного вещества и скорость реакции через 60 минут от начала ее протекания при Т₂,

6) рассчитайте, во сколько раз изменилась скорость данной реакции при Т₂ после введения катализатора, снизившего величину энергии активации на 15 кДж/моль.

Исходные данные к расчетному заданию №2 «Химическая термодинамика, кинетика, равновесие»

в	Задача 1	Задача 2	Задача 3
			k 1	k 2	Т1	Т2	С
1	80%СН4, 20%С2Н6	CT + 2H2 =CH4	1,1∙ 10-2	2,2 ∙102-	298	308	1
2	80%СН4, 20%С3Н8	N2 +3H2 = 2NH3	1,4∙ 10-2	2,8 ∙102-	298	308	0.1
3	80%СН4, 20%С4Н10	SO2+ Cl2 =SO2Cl2	1,3∙ 10-2	3,9 ∙102-	298	318	0,1
4	70%СН4, 30%С2Н6	2NO + O2 =2NO2	1,2∙ 10-3	3,6 ∙102-	273	303	0,5
5	70%СН4, 30%С3Н8	2NO2 = N2O4	1,1∙ 10-2	4,4 ∙102-	298	333	0,3
6	70%СН4, 30%С4Н10	PCl5 = PCl3 + Cl2	3,1∙ 10-2	9,3 ∙102-	273	283	1
7	90%СН4, 10%С2Н6	CH4+H2O = CO2+3H2	1,1∙ 10-4	1,1 ∙102-	273	373	0,4
8	90%СН4, 10%С3Н8	CO + H2O = CO2 + H2	1,4∙ 10-4	2,8 ∙103-	273	343	0,5
9	90%СН4, 10%С4Н10	CO2 +4H2=CH4+2H2O	1,3∙ 10-2	3,9 ∙102-	298	308	0,7
10	80%СН4, 20%С5Н12	CH4+ 2O2=CO2+2H2O	1,1∙ 10-4	3,3 ∙104-	273	298	0,1
11	70%СН4, 30%С5Н12	H2 + Cl2 = 2HCl	2,5∙ 10-2	7,5 ∙102-	298	308	0,8
12	90%СН4, 10%С2Н2	H2 +I2= 2HI	2,1∙ 10-3	2,1 ∙102-	273	373	0,5
13	85%СН4, 15%С2Н6	C2H4 = C2H2+ H2	4,1∙ 10-2	8,2 ∙102-	298	308	0,7
14	95%СН4, 5%С2Н6	CO +Cl2 = COCl2	1,6∙ 10-4	6,4 ∙103-	273	298	0,5
15	85%СН4, 15%С3Н8	H2 + Br2 = 2HBr	3,1∙ 10-2	9,3 ∙102-	293	333	0,8
16	85%СН4, 15%С4Н10	C2H6 = C2H4 + H2	1,7∙ 10-2	3,4 ∙102-	293	303	0,5
17	95%СН4, 5%С3Н8	2NO = N2 + O2	2,1∙ 10-2	6,3 ∙102-	293	313	1
18	95%СН4, 5%С4Н10	2NO2 = N2 +2O2	1,1∙ 10-3	3,3 ∙102-	283	293	0,6
19	95%СН4, 5%С2Н2	SO2Cl2 = SO2+ Cl2	1,5∙ 10-2	6,0 ∙102-	298	318	0,5
20	60%СН4, 40%С2Н6	N2O5= N2O4 + 1|2O2	1,2∙ 10-2	4,8∙102-	293	343	1
21	60%СН4, 40%С3Н8	CH3COCH3 =C2H4+CO+H2	1,1∙ 10-3	3,3 ∙103-	293	333	0,5
22	60%СН4, 40%С4Н10	CO2 + CT = 2CO	4,1∙ 10-3	8,2 ∙103-	298	328	0,9
23	60%СН4, 40%С5Н12	2SO2 + O2 =2SO3	2,2∙ 10-4	2,2 ∙102-	273	313	0,7
24	75%СН4, 25%С5Н12	C3H6 + H2 = C3H8	1,8∙ 10-2	3,6 ∙102-	298	308	1
25	75%СН4, 25%С2Н6	Cl2 +2HI= I2 +2HCl	1,9∙ 10-2	7,6∙102-	293	303	0,8

Методические указания по выполнению расчетного задания №2

1.Перед выполнением задач прочтите материал лекций, учебника [2] и главы 3-5 пособия [3].

2. Разберите примеры аналогичных задач в сборнике [4].

3.Справочные данные Вы найдете в [1].