Тепловые эффекты химических реакций (стр. 1 из 4)
Самостоятельная работа № 1
Вариант № 8
1.Вывести аналитическую зависимость теплового эффекта (Дж) реакции от температуры Т:
Стандартный тепловой эффект
и уравнение зависимости 
из приложения 1.2.Вычислить тепловой эффект при температуре Т=500 К.
3.Построить графики зависимости:
и 
- в том интервале температур, для которого справедливо выведенное уравнение зависимости 4.Определить графически
как 
при 
и сравнить полученный результат с рассчитанным по формуле 
Решение.
Таблица 1
| Вещество |   |  , Дж/моль∙К | Температурный интервал | ||
 |  |  | |||
 | -601,49 | 48,98 | 3,14 | -11,44 | 298…3000 |
 | -241,8 | 30,0 | 10,71 | 0,33 | 298…2500 |
 | -924,6 | 46,99 | 102,85 | - | 298…541 |
 | - | 78,98 | 13,85 | -11,11 | 298…541 |
 | - | 46,99 | 102,85 | - | 298…2500 |
 | -16,9 | 31,99 | -89 | -11,11 | 298…2500 |
 | 81,3 | - | - | - | |
Из данных, приведенных в таблице, получаем:
Проверяем
С учетом последнего выражения найдем
интегрированием уравнения Кирхгофа в пределах от 298 до Т (Т £ 1000): 
Результаты расчетов по уравнениям представлены в табл. 2.
Таблица 2
| T, К |  , Дж/К |  , Дж/К |  , Дж/К |  , Дж |
| 300 | 70,791 | 77,760 | -6,969 | 81060 |
| 325 | 72,963 | 80,331 | -7,368 | 80880 |
| 350 | 74,758 | 82,903 | -8,145 | 80690 |
| 375 | 76,273 | 85,474 | -9,201 | 80470 |
| 400 | 77,576 | 88,046 | -10,47 | 80220 |
| 425 | 78,715 | 90,618 | -11,903 | 79440 |
| 450 | 79,726 | 93,189 | -14,74 | 79620 |
| 475 | 80,635 | 95,761 | -15,126 | 79260 |
| 500 | 81,461 | 98,332 | -16,871 | 78860 |
| 525 | 82,222 | 100,90 | -18,678 | 78410 |
| 541 | 82,667 | 102,55 | -19,883 | 77920 |
На рис. 1 и 2 представлено изменение
; и в зависимости от температуры, а также определение при Т1 = 310 К.Строим графики зависимостей:
и 
Определяем графически
, как при 
и сравниваем полученный результат с рассчитанным по формуле 
по модулю
Самостоятельная работа № 2
Вариант № 8
В таблице 1 для некоторого чистого вещества
приведены молекулярная масса 
(кг/кмоль), плотности в твердом и жидком состояниях ( 
и 
в кг/м3) при температуре трехфазного равновесия (тройная точка), и экспериментальные данные [2] по упругости паров над твердым и жидким веществом при разных температурах. Необходимо:1) по графикам зависимостей
от 
или аналитически рассчитать численные значения постоянных коэффициентов в интегральных уравнениях Клаузиуса — Клапейрона 
2) вычислить средние для исследованных интервалов температур теплоты испарения, возгонки и плавления; определить координаты тройной точки (параметры трехфазного равновесия);
3) вычислить величину
, характеризующую наклон линии фазового равновесия " 
" в тройной точке;4) построить диаграмму фазовых равновесий вещества;
5) вычислить температуру плавления вещества при заданном внешнем давлении Р (Па) и оценить нормальную температуру кипения;
6) рассчитать изменение внутренней энергии, энтальпии, свободных энергий Гиббса и Гельмгольца для процесса равновесной возгонки 1 моля вещества при температуре тройного равновесия.
Таблица 1
| Вариант | Твёрдое состояние | Жидкое состояние | Условия | ||
 |  | | | ||
| 8 | 276,6 278,2 279,2 280,2 281,4 | 1413 1706 1879 2066 2372 | 277,2 279,2 281,4 283,2 285,2 288,7 | 1826 2082 2372 2626 2932 3279 |  ;  ;  ;  |
Решение: