МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет «Львівська політехніка»
Кафедра фізичної та полоїдної хімії
Розрахункова робота
по темі:
«Термодинамічний аналіз хімічних реакцій»
Для заданої хімічної реакції:
, ,
яка відбувається у газовій фазі при температурі Ті Т, розрахувати і подати у вигляді таблиць (розрахунки здійснювати за умови
Стандартний тепловий ефект ();
Стандартну зміну ентропії ();
Стандартну зміну енергії Гіббса ();
Константу рівноваги.
Термодинамічні характеристики реагуючих речовин:
Реагуючі речовини
, кДж/моль
, Дж/(мольК)
, Дж/(мольК)
, диоксид азоту
34,19
240,06
36,66
, тетраоксид азоту
11,11
304,35
79,16
Залежність , , і від температури при тиску
Параметри реакції
Т,300 К
Т,350 К
, Дж
-57,26
-56,966
, Дж/К
-175,73
-174,83
, Дж
-4,54
4,22
6,1
2,3
Склад рівноважної суміші, якщо загальний рівноважний тиск в системі дорівнює
Залежність складу () рівноважної суміші від температури при тиску
Реагуючі речовини
Т,300 К
Т,350 К
, диоксид азоту
33%
84%
, тетраоксид азоту
67%
16%
Склад рівноважної суміші , якщо при температурі Т, якщо загальний рівноважний тиск в системі збільшити до
Залежність складу () рівноважної суміші від тиску при температурі Т.
Реагуючі речовини
, диоксид азоту
33%
11%
, тетраоксид азоту
67%
89%
Проаналізувати одержані результати і зробити висновки щодо впливу температури і тиску на вихід продуктів у цій реакції.
2=
а) стандартний тепловий ефект ():
+(Т-298)
б) стандартна зміна ентропії ():
в) стандартна зміна енергії Гіббса ():
г) константа рівноваги ():
Залежність складу () рівноважної суміші від температури та тиску:
С
Початковий стан:
nA=2 nC=0
Рівноважний стан:
nA=2-2x; nC=x
NA= PA=
NC= PC=
Kp==
1. а) T1=300 K, P=101325 Па
0,000061=
D=2646,75265-2543,85945=102,8932
- задовільняє умову 0<x<1
б) T2=350 K, P=101325 Па
0,0000023=
1,93219-3,86438x+0,93219=0
D=14,9334328-7,20467278=7,72876002
- задовільняє умову 0<x<1
2. T1=300 K, P=1013250 Па
0,000061=
D=246478,489-245485.557=992,932
- задовільняє умову 0<x<1
Висновки:
За таблицею №2 можемо зробити слідуючі висновки:
При температурах Т1 і Т2 реакція екзотермічна, оскільки і
З підвищенням температури ентропія системи збільшується, бо
Оскільки <0 ,то це означає, що реакція самовільно відбувається в напрямку утворення продуктів реакції; >0, то відбувається пряма реакція, тоьто реакія відбувається в напрямку вихідних речовин.
За таблицею №3 і №4 робимо наступні висновки:
Для збереження хімічної рівноваги при підвищенні температури слід зменшити концентрацію вихідних речовин.
Для збереження хімічної рівноваги при збільшенні тиску слід збільшити концентрацію вихідних речовин.
