🗊Презентация Основы химической термодинамики

ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ

1.1 РАСЧЁТ СОСТАВА РАВНОВЕСНОЙ СМЕСИ 1. Рассчитайте тепловой эффект реакции А (табл.3.4) (кДж) при условии, что всё вещество, участвующее в реакции, находятся в идеальногазовом состоянии, используя справочные данные из краткого справочника физико-химических величин (КС). 2. Определите изменение энтропии (Дж/К) в ходе химической реакции А, протекающей в идеально-газовом состоянии при стандартном давлении и Т=298 К, используя справочные данные КС. 3. Определите изменение средней теплоёмкости для реакции А в интервале температур 298-Т (см. задание) (Дж/К), используя справочные данные КС. 4. Определите тепловой эффект реакции А при температуре Т и стандартном давлении (кДж). Проведите анализ влияния Т . 5. Определите изменение энтропии (Дж/К) для реакции А при температуре Т и стандартном давлении. 6. Определите изменение стандартной энергии Гиббса при 298К и температуре Т для химической реакции А.

7. Рассчитайте константу равновесия Ка реакции А при температурах 298 К и Т. Выразите в общем виде константы равновесия Кр и Кс реакции А через химическую переменную (глубину превращения) ξ, если исходные вещества В и С взяты в стехиометрических количествах при общем давлении Р и температуре Т. Все вещества, участвующие в химической реакции А, находятся в идеальном газообразном состоянии. 7. Рассчитайте константу равновесия Ка реакции А при температурах 298 К и Т. Выразите в общем виде константы равновесия Кр и Кс реакции А через химическую переменную (глубину превращения) ξ, если исходные вещества В и С взяты в стехиометрических количествах при общем давлении Р и температуре Т. Все вещества, участвующие в химической реакции А, находятся в идеальном газообразном состоянии. 8. Напишите уравнение, связывающее константу равновесия Кр реакции А с химической переменной ξ (глубиной превращения). 9. Определите глубину превращения ξ для реакции А при атмосферном давлении, температурах 298 К и Т при условии, что исходные вещества взяты в стехиометрических количествах. 10. Определите глубину превращения ξ для реакции А при атмосферном давлении, температурах 298 К и Т при условии, что исходные вещества взяты в соотношениях, указанных в таблице 11. Определите степень превращения исходных веществ при температуре Т и стехиометрической и нестехиометрическом соотношении. 12. Определите выход продуктов реакции А при температуре Т и стехиометрической и нестехиометрическом соотношении. 13. Определите состав равновесной смеси (мольн. %) для химической реакции А при температурах 298 К и Т. 14. Проведите анализ влияния изменения давления, температуры и добавки инертного компонента на равновесие для химической реакции А.

СО + 3Н2 = СН4 + Н2О(газ) Рассчитаем тепловой эффект реакции А при Т=298 К ( по закону Гесса): Для расчета теплового эффекта используем справочные данные [КС, табл 40, 44]. Рекомендуется свести справочные данные в таблицу следующего вида

Тепловой эффект при 298 К: Тепловой эффект при 298 К: Определим изменение энтропии в ходе химической реакции при 298 К Определим изменение средней теплоемкости для нашей реакции в интервале температур 298÷900 К.

Определим тепловой эффект при заданной температуре Т=900 К для нашей реакции. Тепловой эффект при заданной температуре находится по интегральной форме уравнения Кирхгофа: Определим тепловой эффект при заданной температуре Т=900 К для нашей реакции. Тепловой эффект при заданной температуре находится по интегральной форме уравнения Кирхгофа: Определим изменение энтропии для нашей реакции при Т= 900 К

Определим изменение энергии Гиббса при Т = 298 К и Т = 900 К и давлении р=1 атм Определим изменение энергии Гиббса при Т = 298 К и Т = 900 К и давлении р=1 атм Рассчитаем константу равновесия для нашей реакции при Т= 298 К и Т= 900 К

Для выражения константы равновесия через химическую переменную составим следующую таблицу Для выражения константы равновесия через химическую переменную составим следующую таблицу Величина химической переменной связана с уравнением Знак «+» используется для продуктов реакции, «-» – для исходных веществ

Связь между константами Ка ,Кр и Кn выглядит следующим образом: Связь между константами Ка ,Кр и Кn выглядит следующим образом: для нашей реакции выражение константы равновесия имеет вид: Суммарное число моль:

Изменение стехиометрических коэффициентов в процессе реакции: Изменение стехиометрических коэффициентов в процессе реакции: Определим глубину превращения для реакции А при стехиометрическом соотношении исходных веществ, атмосферном давлении и Т= 298 К и Т= 900 К:

Определим глубину превращения при Т = 298К и Т = 900К для реакции А при р = 1 атм и нестехиометрическом соотношении исходных веществ. Определим глубину превращения при Т = 298К и Т = 900К для реакции А при р = 1 атм и нестехиометрическом соотношении исходных веществ. Для нахождения составим таблицу Выражение для константы равновесия

Расчет степени превращения исходных веществ Расчет степени превращения исходных веществ Расчёт равновесного выхода продуктов реакции Определим равновесный состав (в мольных долях) при Т = 298 К и Т = 900 К при стехиометрическом и нестехиометрическом соотношении реагентов Проведём анализ влияния добавления инертного компонента и давления на равновесие (по правилу Ле Шателье)

1.2. Гетерогенная реакция. Определение парциального давления

Fe + CO2 = FeO + CO Рассчитаем тепловой эффект реакции Х при температуре 298 К. Данные для расчета возьмем в [КС] табл.44:

Рассчитаем изменение энтропии при Т = 298 К Рассчитаем изменение энтропии при Т = 298 К Определим изменение стандартной энергии Гиббса при Т = 298 К Определим константу равновесия

Определим парциальное давление газообразных компонентов при общем давлении р = 1 атм. Определим парциальное давление газообразных компонентов при общем давлении р = 1 атм. Определим газообразные компоненты в нашей системе – это СО2 и СО. Выражение для констант равновесия через парциальное давление Соответственно, решая систему уравнений, получаем: