Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Теплоты образования и средние изобарные теплоемкости веществ




Вещества MgCO3 (тв) MgO (тв) CO2 (газ)
Количество молей, νi
, кДж/моль –1095,85 –601,49 –393,51
, Дж/моль·К (298-700 К) 98,38 45,06 44,56

 

Р е ш е н и е

Находим стандартный тепловой эффект в виде изменения энтальпии по известным теплотам образования по формуле (1.17):

ΔНо298 = [(–601,49) + (–393,51)]– (–1095,85) = 100,85 кДж = 100850 Дж.

Рассматриваемая реакция является эндотермической (ΔH> 0, теплота поглощается).

ΔСP = (45,06 + 44,56) – 98,38 = –8,76 Дж/К.

Теплоемкость при прохождении реакции уменьшается (ΔСP< 0), следовательно, в соответствии с уравнением Кирхгофа (1.19) с увеличением температуры тепловой эффект должен снижаться.

100850 – 8,76 (700 – 298) = 97328,48 Дж < 100850 Дж.

П р и м е р 1.7. Вывести для данной гомогенной химической реакции, проходящей в газовой фазе при P = const, аналитическую зависимость теплового эффекта (изменения энтальпии) от температуры и рассчитать его значение при температуре 500 К:

CH3OH +1,5 O2 = CO2 + 2 H2O.

метанол СH4O

Таблица 1.7

Теплоты образования и коэффициенты в уравнениях СP = f(T)

Вещества Количество молей, νi , кДж/моль Коэффициенты в уравнениях СP = f(T)
a b·103 c·106 c΄·10-5
CH3OH –201,00 15,28 105,20 –31,04
O2 1,5 31,46 3,39 –3,77
CO2 –393,51 44,14 9,04 –8,54
H2O –241,81 30,00 10,71 0,33

Р е ш е н и е

Находим стандартный тепловой эффект по формуле (1.17):

ΔНо298 = [(–393,51) + 2·(–241,81)] – [(–201,00) + 1,5 · 0] = –676,13 кДж =

= –676130 Дж.

Δa = (44,14 + 2 · 30,00) – (15,28 + 1,5 · 31,46) = 41,67;

Δb= [(9,04 + 2 ·10,71) – ( 105,20 + 1,5 · 3,39)] · 10-3 = –79,82 · 10-3;

Δc = – (–31,04) · 10-6 = 31,04 · 10-6;

Δc΄ = [(–8,54 + 2 · 0,33) – 1,5 · (–3,77)] · 105 = –2,22· 105.

Уравнение зависимости изменения теплоемкости от температуры (1.23) после подстановки в него найденных значений Δa, Δb, Δc, Δc΄будет иметь вид:

ΔСP = 41,67 – 79,82 · 10-3Т + 31,04 · 10-6T2–2,22 · 105/T2.

Рассчитаем в качестве примера ΔСPпри температуре 500 К: ΔСP = 41,67 – 79,82·10-3·500 + 31,04·10-6 ·5002 – 2,22·105/5002 = 8,63 Дж/К.

Для установления аналитической зависимости теплового эффекта от температуры подставляем найденные значение ΔНо298 и уравнение ΔСP = f(T) в формулу (1.25):



= –676130 + 41,67· (T – 298) – (79,82 · 10-3 /2)· (Т2 – 2982) +

+ (31,04 · 10-6 /3)· (T3 – 2983) + 2,22· 105· (1/T – 1/298).

После выполнения действий и приведения подобных в данном уравнении получаем в окончательном виде аналитическую зависимость ΔHoT = f(T):

ΔHoT = – 686022 + 41,67T – 39,91 · 10-3T2 + 10,35 · 10-6T3 + 2,22· 105/T.

Рассчитываем тепловой эффект реакции при 500 К:

ΔHo500 = – 686022 + 41,67·500 – 39,91 · 10-3 ·5002 + 10,35 · 10-6 ·5003 + + 2,22· 105/500 = – 673427 Дж.

Данная реакция экзотермическая, с увеличением температуры от 298 К до 500 К ∆H возрастает, так как ΔСP > 0 (– 676130 < – 673427 Дж), но количество выделившейся теплоты уменьшается.





Дата добавления: 2017-01-14; Просмотров: 21; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:





studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 107.22.17.220
Генерация страницы за: 0.096 сек.