Розрахунок і аналіз термодинамічних характеристик складних реакцій. Курсова робота з Інші. Робота № 501450

Розрахунок і аналіз термодинамічних характеристик складних реакцій

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2015

Тип роботи:

Курсова робота

Предмет:

Інші

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Розрахункова частина 1.Розрахунок і аналіз термодинамічних характеристик складних реакцій 1.1.Термодинамічні характеристики реагуючих речовин , що необхідні для подальших розрахунків , взяті з довідника [3] , наведені в табл. 1. Таблиця 1 Термодинамічні характеристики речовин , що реагують Речовина ∆fH0298,кДж/моль S0298,Дж/моль⋅К СР0=а+b⋅T+c⋅T2+c’⋅T2, Дж/моль⋅К а b∙103 c⋅106 c’⋅10-5 Етан -84,67 229,49 5,75 175,10 -57,80 0 Бутен-1 -0,13 305,60 21,47 258,40 -80,80 0 Гексан -167,19 388,40 8,66 505,80 -184,40 0 Цис-бутен-2 -6,99 300,83 -2,72 307,10 -111,30 0 1.2.Розраховуємо зміну термодинамічних характеристик для заданих реакцій при 298 К. Для реакції 1: ∆fН0298=-0,13-84,67+167,19=82,39 кДж/моль ∆S0298=305,60+229,49-388,40=146,69 Дж/моль⋅К ∆а=21,47+5,75-8,66=18,56 ∆b⋅103=258,40+175,10-505,80=-72,30 ∆c⋅106=-80,80-57,80+184,40=45,80 ∆c’⋅10-5=0+0-0=0 Для реакції 2: ∆fН0298=-6,99-84,67+167,19=75,53 кДж/моль ∆S0298=300,83+229,49-388,40=141,92 Дж/моль⋅К ∆а=-2,72+5,75-8,66=-5,63 ∆b⋅103=307,10+175,10-505,80=-23,60 ∆c⋅106=-111,30-57,80+184,40=15,30 ∆c’⋅10-5=0+0-0=0 Одержані результати заносимо до табл. 2. Таблиця 2 Термодинамічні характеристики заданих реакцій ∆fH0298, Дж ∆S0298, Дж/моль*К ∆С0Р=∆a+∆b⋅T+∆c⋅T2+∆c’/T2, Дж/К а b⋅103 c⋅106 c’⋅10-5 Реакція 1 82,39 146,69 18,56 -72,30 45,80 0 Реакція 2 75,53 141,92 -5,63 -23,60 15,30 0 1.3.Розраховуємо стандартну зміну теплоємності реакції ∆С0р в інтервалі температур від 300 до 1000 К за рівнянням: ∆С0P=∆а+∆b⋅T+∆c⋅T2+∆c’/T2, Наприклад. Розрахуно ∆С0р для 300 К Реакція 1.∆ С0р=18,56-72,30⋅300+45,80⋅3002=0,99 Дж/моль Реакція 2. ∆C0р=-5,63-23,60∙300+15,30⋅3002=-11,33 Дж/моль 1.4.Розраховуємо стандартну зміну теплового ефекту реакції Н0т в інтервалі температур від 300 до 1000 К за рівнянням: ∆Н0T=∆Н0298+∆а⋅(Т-298)+∆b/2⋅(T2-2982)+∆c/3⋅(T3-2983)+∆c’⋅(1/T-1/298) Наприклад. Розрачунок ∆Н0Т для 300 К Реакція 1. ∆H0т=82,39⋅103+18,56⋅(300-298)-36,15⋅10-3⋅(3002-2982)+15,27⋅10-6⋅(3003-2983)=82390Дж Реакція 2. ∆H0т=75,53⋅103-5,63(⋅300-298)-11,80⋅10-3⋅(3002-2982)+5,10⋅10-6⋅(3003-2983)=75510 Дж 1.5. Розраховуємо стандартні значення зміни ентропії реакції ∆Sв інтервалі температур від 300 до 1000 К за рівнянням: ∆S0T=∆S0298+∆al⋅n(T/298)+∆b⋅(T-298)+∆c/2⋅(T2-2982)-∆c’/2⋅(1/T2-1/2982) Наприклад. Розрахунок ∆S0Tдля 300 К Реакція 1. ∆S0T=146,69+18,56l⋅n(300/298)-72,301⋅0-3⋅(300-298)+22,91⋅0-6⋅(3002-2982)-0=146,70 Дж/К Реакція 2. ∆S0T=141,92-5,63⋅ln(300/298)-23,60⋅10-3⋅(300-298)+7,65⋅10-6⋅(3002-2982)-0=138,40 Дж/К 1.6.Розрахуємо стандартні значення зміни енергії Гіббса реакції ∆G0T в інтервалі температур від 300 до 1000 К за рівнянням: ∆G0T=∆H0T-T⋅∆S0T Наприклад. Розрахунок ∆G0Tдля 300 К Реакція 1. ∆G0T=82,39⋅103-300⋅146,70=38380 Дж Реакція 2. ∆G0T=75,51⋅103-300⋅141,84=32960 Дж 1.7. Отримані результати заносимо до табл.3. Таблиця 3 Термодинамічні параметри хімічних реакцій Т Реакція 1 Реакція 2 ∆СР,Дж/К ∆Н0Т, кДж ∆S0T, Дж/К ∆G0T, кДж ∆СР, Дж/К ∆Н0Т, кДж ∆S0T, Дж/К ∆G0T, кДж 300 0,99 82,39 146,70 38,38 -11,33 75,51 141,84 32,96 400 -3,03 82,28 146,41 23,72 -12,63 74,31 138,40 18,95 500 -6,14 81,82 145,38 9,32 -13,61 72,99 135,47 5,26 600 -8,33 81,08 144,05 -5,35 -14,28 71,60 132,93 -8,16 700 -9,60 80,18 142,66 -19,68 -14,65 70,15 130,69 -21,34 800 -9,97 79,19 141,35 -33,89 -14,72 68,68 128,73 -34,31 900 -9,41 78,22 140,19 -47,95 -14,48 67,21 127,01 -47,09 1000 -7,94 77,34 139,27 -61,93 -13,93 65,79 125,51 -59,72 1.8. Розраховуємо стандартні значення констант рівноваги для заданих реакцій КР та значення lnKPза рівнянням: КР=ехр(-∆G0T/RT). lnKP=-∆G0T/RT. Наприклад. Розрахунок К0Р і lnK0P для 300 К Реакція 1.lnKP0=-38380/8,314⋅300=-15,39 KP0=exp(-38380/8,314⋅300)=2,07⋅10-7 Реакція 2. lnKP0=-32960/8,314⋅300=-13,21 Kp0=exp(-32960/8,314⋅300)=1,83⋅10-6 Результати заносимо до табл. 4. Таблиця 4 Залежність стандартних констант рівноваги від температури Т,К 103/Т ln T Реакція 1 Реакція2 ln KP0 KP0 ln KP0 KP0 300 3,33 5,70 -15,39 2,07⋅10-7 -13,21 1,83⋅10-6 400 2,50 5,99 -7,13 7,99⋅10-4 -5,70 3,35⋅10-3 500 2,00 6,21 -2,24 0,11 -1,27 0,28 600 1,67 6,40 1,07 2,92 1,64 5,13 700 1,43 6,55 3,38 29,40 3,67 39,13 800 1,25 6,68 5,09 163,30 5,16 173,90 900 1,11 6,80 6,40 606,80 6,29 540,90 1000 1,00 6,91 7,45 1717,90 7,18 1316,90 1.9. За даними, наведеними в табл. 3 і 4, будуємо графіки залежності ∆С0Р=f(T), ∆H0T=f(T), ∆S0T=f(lnT), ∆G0T=f(T) ilnK0P=f(103/T), рис. 1-5, відповідно. 1.10.Графічним диференціювання отриманих графіків при Т=700 К знаходимо похідну функції як відношення приросту функції до приросту аргументу При Т=900 К: із графіка ∆Н0Т=f(T) (рис.2) tgα=∆CP= 81200−79300 600−800 =-9,17Дж/К із графіка ∆S0T=f(lnT) (рис. 3) tgα=∆CP= 144,8−140,5 6,33−6,78 =-9,50 Дж/К із графіка ∆G0T=f(T) (рис. 4) tgα=-∆S0T=- −9400+29000 600−800 =-139,33. ∆S0T=139,33 Дж/К із графіка lnK0P=f(103/T) (рис. 5) tgα=-∆H0T/R= 5300−1300 1,2−1,67 . ∆H0T=76900 Дж Для реакції 2 1)із графіка ∆Н0Т=f(T) (рис. 2) tgα=∆CP= 71600−68700 600−800 =-12,30 Дж/К 2)із графіка ∆S0T=f(lnT) (рис. 3) tgα=∆CP= 133,3−128,35 6,38−6,78 =-14,50 Дж/К 3)із графіка ∆G0T=f(T) (рис. 4) tgα=-∆S0T=- −11000+32000 600−775 . ∆S0T=128,06 Дж/К 4)із графіка lnK0P=f(103/T) (рис. 5) tgα=-∆H0T/R= 5600−1000 1,2−1,7 . ∆H0T=72110 Дж Результати обрахунків наведені в табл. 5. Таблиця 5 Порівняння розрахункових та визначених графічно термодинамічних параметрів хімічних раекцій при Т=700 К Реакції ∆С0Р, Дж/К ∆S0T, Дж/К ∆Н0Т, кДж Розраx. Графічно з рис. 2 з рис. 3 Розрах. Графіч. Розрах. Графіч. 1 -9,60 -9,17 -9,50 142,66 139,33 80,18 76,90 2 -14,65 -12,30 -14,50 130,69 128,06 70,15 72,11 1.11. Аналізуючи отримані результати, можна зробити висновок, що із зростанням температури значення К0Р зростають для обох реакцій, причому швидкість зростання для першої реакції є вищою. Для температурного інтервалу 800-1000 К обчислюємо значення КР рівнянням КР=К0Р(р0)∆v Для обох реакцій ∆v=1. Розрахунок КР 800 К Результати обчислень наведені в табл. 6. Таблиця 6 Константи рівноваги хімічних реакцій Т, К Т1=800 Т2=900 Т3=1000 КР, Па (реакція 1) 2,96⋅105 29,78⋅105 165,42⋅105 Кр, Па (реакція 2) 5,20⋅105 39,64⋅105 176,16⋅105 2.Розрахунок складу рівноважної суміші газоподібних реагентів . Аналіз впливу температури і тиску на напрям зміщення хімічної рівноваги. 2.1.Для заданої системи хімічних реакцій : СН3-СН2-СН2-СН2-СН2-СН3 (А)→СН2=СН-СН2-СН3 (В)+ СН3-СН3 (С) СН3-СН2-СН2-СН2-СН2-СН3 (А)→СН2-СН=СН-СН2(D) + СН3-СН3 (С) виразимо константи рівноваги КР через рівноважні значення : х-кількість молів речовини А, що вступила в реакцію, у-кількість молів речовини D, що утворилося в результаті реакції, Р-рівноважний тиск газової суміші. А = В + С А = D + C вихідн. 1 0 0 1 0 0 ni рівнов. 1-x-y x x+y 1-x-y y x+y ni Ni 1−

Курсова робота Інші

2015

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись