|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Расчетная работа
Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» Березниковский филиал Кафедра Химической технологии и экологии
Расчетная работа по дисциплине «Физическая химия»
Выполнил: студент гр. ТМО – 16з Иванов В. В.
Проверил: ст. преподаватель Середкина О. Р.
Березники 2018 Задание: Определить ΔH, ΔU, ΔS, ΔG, ΔF реакции при постоянном давлении Р = 1,013 ∙ 105 Па, стандартной и заданной температуре Т = 550К.
BaO(кр) + H2SO4(ж) = BaSO4(кр) + H2O(г)
Определение теплового эффекта Изобарный процесс 1. При Т = 298К ΔH0r,298 = ∑ (n ∙ ΔH0r,298)продукта - ∑ (n ∙ ΔH0r,298)исходных ΔH0r,298 = (-1458,88 + (-241,81)) – ((-553,54) + (-813,99)) = -333,16 кДж/моль. Вывод: при изобарном процессе и при стандартных условиях процесс экзотермический.
2. При Т = 550К Δa = (141,42 + 30) – (53,30 + 156,90) = -38,78 Δb = (0 + 10,71) – (4,35 + 28,30) = -21,94 ∙10-3 ΔсꞋ = (-35,27 + 0,33) – (-8,28 + (-23,46)) = -3,2 ∙ 105 ΔHr,550 = ΔH0r,298 + Δa ∙ (550-298) + ½ ∙ Δb ∙ (Т2 – 2982) + ΔсꞋ ∙ ( - ) = = -333, 16 ∙ 103 + (-38,78) ∙ (550-298) + ½ ∙ (-21,94 ∙ 10-3) ∙ (5502 – 2982) + (3,2 ∙ 105) ∙ ( - ) = -345 769,605 Дж/моль = -345,77 кДж/моль. Вывод: при изобарном процессе и при Т = 550К энергия выделяется, процесс экзотермический.
Изохорный процесс 1. При Т = 298К ΔU0r,298 = ΔH0r,298 – Δn ∙ R ∙ T ΔU0r,298 = -333,16 – 1 ∙ 8,314 ∙10-3 ∙ 298 = -335,637 кДж/моль. Вывод: при изохорном процессе и при стандартных условиях, внутренняя энергия не изменяется, процесс экзотермический, протекает с выделением тепла.
2. При Т = 550К ΔUr,550 = ΔHr,550 – Δn ∙ R ∙ T ΔUr,550 = -345,77 – 1 ∙ 8, 314 ∙ 10-3 ∙ 550 = -350,342 кДж/моль. Вывод: при изохорном процессе и при Т = 550К тепловой эффект реакции увеличивается, реакция осталась экзотермической.
Определение направления протекания процесса Изолированная система 1. При Т = 298К ΔS0r,298 = ∑ (n ∙ ΔS0r,298)продукта - ∑ (n ∙ ΔS0r,298)исходных ΔS0r,298 = (132,21 + 188,72) – (70,29 + 156,90) = 93,74 кДж/моль ∙ К . Вывод: в изолированной системе при стандартных условиях изменение энтропии системы, процесс будет протекать самопроизвольно.
2. При Т = 550К ΔSr,550 = ΔS0r,298 + Δa ∙ ln + Δb ∙ (Т – 298) + ½ ∙ ΔсꞋ ∙ ( - ) = = 93,74 + (-38,78) ∙ ln + (-21,94 ∙ 10-3) ∙ (550 – 298) + ½ ∙ (-3,2 ∙ 105) ∙ ( - ) = 63,205 Дж/моль ∙ К. Вывод: в изолированной системе при Т = 550К энтропия, процесс будет протекать самопроизвольно.
Закрытая система Изобарно – изотермический процесс 1. При Т = 298К ΔG0r,298 = ΔH0r,298 – Т ∙ ΔS0r,298 ΔG0r,298 = -333,16 – 298 ∙ 93,74 ∙ 10-3 = -361,094 кДж/моль. ΔG0r,298 = ∑ (n ∙ ΔG0r,298)продукта - ∑ (n ∙ ΔG0r,298)исходных ΔG0r,298 = (-1348,43 + (-228,61)) – ((-525,84) + (-690,14)) = -361,06 кДж/моль Вывод: в закрытой системе при стандартных условиях изобарно – термический процесс протекает самопроизвольно.
2. При Т = 550К ΔGr,550 = ΔHr,550 – Т ∙ ΔSr,550 ΔGr,550 = -345,77 – 550 ∙ 63,205 ∙ 10-3 = -380,532 кДж/моль. Вывод: в закрытой системе при Т = 550 изобарно – изотермический процесс протекает самопроизвольно.
Изохорно – изотермический процесс 1. При Т = 298К ΔF0r,298 = ΔU0r,298 – Т ∙ ΔS0r,298 ΔF0r,298 = -335,637 – 298 ∙ 93,74 ∙ 10-3 = -363,571 кДж/моль. ΔF0r,298 = ΔG0r,298 – Δn ∙ R ∙ T ΔF0r,298 = -361,06 – 1 ∙ 8,314 ∙ 10-3 ∙ 298 = -363,537 кДж/моль. Вывод: в закрытой системе изохорно – изотермический процесс протекает самопроизвольно.
2. При Т = 550К ΔFr,550 = ΔUr,550 – Т ∙ ΔSr,550 ΔFr,550 = -350,342 – 550 ∙ 63,205 ∙ 10-3 = -385,104 кДж/моль. ΔFr,550 = ΔGr,550 – Δn ∙ R ∙ T ΔFr,550 = -380,532 – 1 ∙ 8,314 ∙ 10-3 ∙ 550 = -385,104 кДж/моль. Вывод: в закрытой системе при Т = 550К изохорно – изотермический процесс протекает самопроизвольно.
Результаты:
Вывод:В данном температурном интервале процесс является экзотермическим, как при постоянном давлении, так и при постоянном объеме. В изолированной и закрытой системе процесс протекает самопроизвольно.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|