Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Задачи для самостоятельного решения. 1. Истинная молярная теплоемкость меди выражается уравнением






1. Истинная молярная теплоемкость меди выражается уравнением

cp = 22, 64 + 6, 2810–3 Т Дж/(моль·К).

Удельная теплота плавления меди равна 179, 9 Дж/г. Какое количество тепла выделяется при затвердевании 1 кг расплавленной меди и охлаждении ее от температуры плавления 1065 до 15 °С?

2. Истинная молярная теплоемкость ромбической серы выражается уравнением

cp = 14, 98 + 26, 11·10–3 Т Дж/(моль·К).

Определить значение средней молярной теплоемкости серы в пределах от 0 до 95, 5°С.

3. Истинная удельная теплоемкость жидкого цинка выражается уравнением

cp (Zn, ж.) = 0, 362 + 26, 78·10–3 t Дж/(г·град),

а твердого цинка

cp (Zn, тв.) = 0, 3795 + 18, 58·10–3 t Дж/(г·град).

Какое количество тепла выделится при охлаждении 300 г этого металла от 500 до 0 °С, если температура плавления цинка 419°С и удельная теплота плавления 117, 2 Дж/г.

4. Зависимость молярной теплоемкости от температуры для сернистого серебра в интервале температур 298 – 452 К можно выразить уравнением

ср = 42, 34 + 110, 35·10–3 Т, Дж/(моль·К).

Найти среднюю теплоемкость в указанном интервале температур.

5. Количество теплоты, выделяющееся при остывании 1 г платины от Т до T 0, рассчитывается по уравнению

Qр = 0, 1322(Т – T 0)+ 12, 23(Т 2)10–6 Дж/г.

Вывести уравнение зависимости средней и истинной теплоемкости платины от температуры в интервале Т – Т 0. Рассчитать истинную молярную теплоемкость платины при 30°С.

6. Молярная теплоемкость кварца SiO2 выражается уравнением

cp = 46, 95 + 34, 36·10–3 Т + 11, 3·105 T –2 Дж/(моль·К).

Получить уравнение для вычисления теплоты, расходуемой на нагревание 1 г кварца от T j до T 2.

7. Зависимость теплоты образования сернистой ртути от температуры в интервале 273 – 371 К выражается уравнением

D fН = –43442, 7 – 19634 Т + 66, 46·10–3 Т 2 – 77, 29·10–6 T 3, Дж.

Найти: а) зависимость D cp = f (T); b) cp (Hg) при 323 К, если при этой температуре теплоемкости ромбической серы и сернистой ртути соответственно равны 33, 41 Дж/(г·К) и 50, 16 Дж/(моль·К),

8. Молярные теплоемкости при постоянном объеме для водорода, кислорода и водяного пара имеют следующие значения:

cp (Hg) = 18, 97 + 3, 26·10–3 Т + 0, 502·105 T –2 Дж/(моль·К)

ср2) = 23, 15 + 3, 39·10–3 Т – 3, 770·105 Т 2 Дж/(молъ·К)

ср2O) = 21, 7 + 10, 71·10–3 Т – 0, 330·105 Т 2 Дж/(моль·К).

Удельная теплота сгорания водорода в жидкую воду при 0°С равна –142, 2 кДж/г. Удельная теплота испарения воды при 0°С равна 2552 Дж/г. Рассчитать молярную теплоту образования водяного пара при 100 °С.

9. Молярная теплота сгорания графита при 298 К равна
–393, 795 кДж/моль, а молярная теплота сгорания алмаза при той же температуре –395, 692 кДж/моль. Удельные теплоемкости этих веществ соответственно равны 720, 83 и 505, 58 Дж/(кг·К). Рассчитать тепловой эффект аллотропического перехода графита в алмаз при 273 К.

10. Найти при 1000 К D Н для реакции О2(г) ® 2О(г), если D Н 298 = 489, 23 кДж; ср (О) = 5/2· R;

ср2)=31, 46 + 3, 39·10–3 Т – 3.77·105 Т –2 Дж/(моль·К).

11. Выведите уравнение температурной зависимости теплового эффекта реакции N2(г) + O2(г) = 2NO(г), если при стандартных условиях он равен 180, 74 кДж, а зависимость молярных теплоемкостей от температуры выражается уравнениями:

cp (NO) = 29, 58 + 3, 85·10–3 T – 9, 59·105 T 2 Дж/(молъ·К)

cp (N2) = 27, 87 + 4, 27·10–3 T Дж/(моль·К)

cp (O2)=31, 46 + 3, 39·10–3 T – 3, 77·105 T 2 Дж/(моль·К).

12. Средняя удельная теплоемкость бензола в интервале температур 0 – 80 °С равна 1, 745 Дж/(моль·К). Тепловой эффект реакции 3С2Н2 = C6H6 при стандартных условиях равен –630, 8 кДж. Рассчитать тепловой эффект этой реакции при 75°С.

13. Выразить Dr Н как функцию температуры для реакции С(графит) + СО2(г) = 2СО(г), если D fН 298 = 172, 5 кДж; а

cp (С) = 11, 19 +10, 95·10–3 Т – 4, 89·105 T 2 Дж/(моль·К)

cp (CO2) = 44, 14 + 9, 04·10–3 T – 8, бЗ·105 T 2 Дж/(моль·К)

cp (CO)= 28, 41 + 4, 10·10–3 T – 0, 4б·105 T 2 Дж/(моль.К).

14. На основании экспериментальных данных по зависимости cр от температуры были предложены следующие эмпирические уравнения:

cp (H2) = 29, 08 + 4, 05·10–3 T Дж/(моль·К)

cp (C2H6)= 6, 77 + 175.98·10–3 Т – 5810·10–7 T 2 Дж/(моль·К)

cp2H4)= 8, 69 + 130, 0·10–3 Т – 445, 6·10–7 T 2 Дж/(моль·К).

Увеличивается или уменьшается тепловой эффект реакции гидрирования этилена в интервале температур 300 – 1000 К? Растет или падает скорость его изменения с повышением температуры?

15. Тепловой эффект реакции 4HCl + O2 = 2Cl2 + 2Н2O(г) при 298 К и постоянном давлении равен –114298 Дж. Теплота образования водяного пара при тех же условиях равна
–241596 Дж. Определить теплоту образования HCl при постоянном давлении и 423 К, если средние удельные теплоемкости имеют следующие значения:

cp (H2)= 14, 5 Дж/(г·К); cp (Cl2)= 0, 489 Дж/(г·К); cp (HCl) = 7, 97 Дж/(г-К).

16. Молярная теплоемкость при постоянном давлении для газообразного бромистого водорода зависит от температуры согласно уравнению cp (HBr)= 31, 2 + 7, 1·10–3 T, а для газообразного брома и водорода соответственно cp (H2) = 31, 2 +
+ 4, 2·10–3 Т; cp (Br2)= 31, 2 + 27·10–3 Т. Найти уравнение тем-температурной зависимости теплоты образования бромистого водорода и рассчитать значение теплового эффекта этого процесса при 1000 К, если при 320°С тепловой эффект равен –50578 Дж/моль.

17. Стандартные теплоты образования FеО(т), СO(г),
CO2 (г) соответственно равны –263, 7; –110, 5; –393, 5 кДж/моль. Определить количество теплоты, которое выделится при восстановлении 100 кг оксида железа (II) при
1200 К и р = const, если молярные теплоемкости реагентов определяются по уравнениям:

cp (Fe)= 19, 25 + 21, 0·10–3 Т Дж/(моль·К)

cp (CO2) = 44, 14 + 9, 04·10–3 Т – 8, 53·105 Т –2 Дж/(моль·К)

cp (СО) = 28, 41 + 4, 10·10–3 Т – 0, 46·105· Т 2 Дж/(моль·К)

cp (FеО)= 52, 80 + 6, 24·10–3 T – 3, 19·106 Т 2Дж/(моль·К).

18. Вычислите тепловой эффект реакции SО2 + Cl2 = SО2C12 при 500 К. Для решения воспользуйтесь значениями (), приведенными в задаче 5 примеров решения.

19. Определите тепловой эффект реакции:

2 NaOH + a-SiO2 = a-Na 2SiO2 + Н2O(г)

при стандартном давлении и 800 К. Необходимые данные возьмите из справочника (K.C.). Теплота плавления NaOH при 595 К составляет 6, 36 кДж/моль.

20. Вычислите тепловой эффект реакции синтеза метанола из водорода и оксида углерода на твердом катализаторе при 500 К:

2(г) + СО(г) = СН3ОН(г), D rH

Как изменится тепловой эффект при повышении температуры от Т 1 = 298 К до Т 2 = 500 К? Для решения задачи воспользуйтесь данными справочников (К.С., С.Х).

21. Выразите уравнением зависимость теплового эффекта химической реакции CH3OH(г) +3/2O2 = CO2(г) + H2O(г) от температуры, которое справедливо в интервале 298 – 1000 К. Для решения задачи воспользуйтесь данными справочника (K.C.).

22. Выразите уравнением зависимость теплового эффекта химической реакции от температуры D r = f(T):

3/2Н2(г) +l/2N2(г) = NH3(г),

которое справедливо в интервале 298 – 1000 К. Для расчетов воспользуйтесь справочником (К.С.)Рассчитайте тепловой эффект реакции при 1000 К по полученному уравнению и воспользовавшись средними в интервале температур 298 – 1000 К значениями. Произведите расчет D r при помощи таблицы функций (). Сравните результаты расчетов различными методами.

Ответы на задачи

1) 638, 4 кДж. 2) 23, 35 Дж/(моль·К). 3) –95615 кДж. 4) 83, 72 Дж/(моль·К). 5) 27, 20 Дж/(моль·К). 6) 782, 5 (T 2Т 1) +
28, 69 10–2() + 18, 87·106(Т 2 – Т 1) / (Т 1· Т 2) 7) 26, 35 Дж/ (моль·К). 8). –239, 59 кДж/моль. 9) 0, 962 кДж/моль. 10) 495, 66 кДж. 11)D НТ = 181669 – 0, 17 Т – 2·10–5 Т 2 – 2, 59·105 Т –1.
12) –630, 6 кДж. 15) –91485 Дж. 16) -53333 Дж/моль. 17) 32356 кДж. 18) –60, 826 кДж. 19) –78, 87 кДж. 20) –7, 8 кДж/моль; на
–98, 5 кДж/моль – более экзотермичным. 21) D r =
–682, 98·103 + 41, 7 T – 38, 91·10–3 T 2 + 10, 36·10–6 T 3 +
2, 22·105 T 3. 22) D r = f(T) = –40340 – 25, 06 Т + 9, 23·10–3 T 2 + 2, 423·105 T –1; D r = –55, 9 кДж/моль; D r = –56, 24 кДж/моль; D r = = –55, 7 кДж/моль.

МНОГОВАРИАНТНЫЕ ЗАДАЧИ

1.Выведите аналитическую зависимость теплового эффекта (Дж) реакции А от температуры (табл.7), если известен тепловой эффект этой реакции при 298 К. Уравнения зависимости = f(T) возьмите из справочника (К.С.). Вычислите тепловой эффект реакции при температуре Т. Постройте графики зависимости

в том интервале температур, для которого справедливо выведенное уравнение зависимости D = f (T). Определите графически (d D H)/ dT) при температуре T 1 Рассчитайте D при этой температуре.

Таблица 7

№ вариан. Реакция А T, K Т 1, K
  2 + СО = СН3ОН(ж) 4НС1 + О2 = 2Н2О(ж) + 2С12 b-NН4С1 = NH3 + HC1 2N2 + бH2О(г) = 4NH3 + 3O2 4NO + 6Н2O(г) = 4NH3 + 5О2 2NО2 = 2NО + О2 N2O4 = 2NO2 Mg(OH)2 = MgO + H2O(г) CaCО3 = CaO + CО2 Ca(OH)2 = CaO + H2O(г) 1/2S2(г) + 2Н2О(ж) =SО2 + 2Н2 1/2S2(г) + 2CО2 = SО2 + 2CO 2SО2 + О2 = 2SО3 CO + 3Н2 = CH4 + H2О(г) C2H5ОH(г) = C2H4 + H2O(г)   310 700 600 300

 

2 Определите тепловой эффект химической реакции А при температуре Т (табл.8). Для расчета воспользуйтесь таблицей функций (). (табл. 9).

Таблица 8

№ вариан. Реакция А Т, К № вариан. Реакция А T,.K
    СО + Cl2 = COCl2 СО + 1/2O2 = СO2 Н2 + 1/2O2 = Н2О NH3 + HC1 = NH4C1 2NaOH + СO2 = Na2CO3 + H2O H2 + 1/2S2 = H2S CO + Cl2 = COCl2 СО + 1/2O2 = СO2 500 500     500 600     H2 + 1/2O2 = H2O CO + Cl2 = COCl2 СО + 1/2O2 = СO2 NH3 + HC1 = NH4C1 2NaOH + СO2 = Na2CO3 + H2O H2 + 1/2S2 = H2S СО + Cl2 = COCl2 NH3 + HC1 = NH4C1 600 700   500 800

Таблица 9

Функции () для некоторых веществ, кДж/моль

 

T, К H2O H2 O2 CO2 СО COCl2 НС1
  0, 084 3, 743 6, 945 10, 544 14, 226 18, 033 21, 966 0, 054 2, 958 5, 883 8, 812 11, 749 14, 703 17, 673 0, 054 3, 025 6, 084 9, 242 12, 502 15, 841 19, 246 0, 084 4, 017 8, 326 12, 929 17, 782 22, 803 28, 033 0, 084 3, 012 5, 941 8, 953 12, 050 15, 188 18, 410 0, 126 6, 234 12, 845 19, 790 27, 029 34, 434 42, 007 0, 084 2, 971 8, 889 9, 870 11, 841 14, 853 17, 949
T, K NH3 NH4Cl Na2CO3 NaOH S2 H2S  
  0, 084 3, 807 7, 824 12, 217 16, 862 21, 840 27, 112 0, 159 9, 680 23, 470 33, 090 43, 820 – – 0, 205 1, 996 26, 295 40, 593 57, 612 73, 630 91, 251 0, 109 6, 350 13, 300 34, 200 42, 748 51, 296 59, 727 0, 042 4, 640 8, 565 12, 150 15, 498 73, 341 75, 174 0, 084 3, 556 7, 196 11, 046 15, 021 19, 205 23, 514  





© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.