И.В. Кудряшов, Г.С. Каретников - Сборник примеров и задач по физической химии, страница 24

26): 8,314 373 е = 1,97 10ее ( ' )Е = 2,61 1Оег, и* ' (, 2 3,14.28 1О е 8,314 373 ! гг 3 934,пом ! ' ) =4,38 1Оег, 2 314 39,9 1О г т. у =(2,6! +4,38) 1Оег=6,99 !Оег. 12. Прн 945' С и 1 атм 1,7 г Неб занимает объем 5,384 л. Вычислите степень диссоциации сероводорода, если реакция протекает по урав- нению Нез .г Не+0,5$ (и) Р е ш е н и е. Воспользовавшись уравнением (1Х.ЗО) и приняв ! = 1 + 0,5а согласно уравнению реакции, после подстановки соот- ветствующих числовых значений получим Р!/(1+0,5а)л ГсТ; Р)г 1 5,384 а =- — 2= ' — 2=0,156, 0,5л ПТ 0,5 0,05 0,082 1218 или а=15,Оеар. ЗАДАЧИ 1. Приведите к нормальным условиям газ, занимающий при 373 К и Р = 13,33 10' Па объем 3 10 ' ме.

2. Определите молекулярную массу и установите формулу вещества, если плотность его пара при 373 К и 1,013 10' Па равна 2,55 г/л. Массовое соотношение элементов в этом соединении С:Н = 12:1. 3, Какое количество диоксида углерода при 5,066 1Ое Па и 323 К занимает одинаковый объем с 1 г гелия при 1,013 10' Па и 273,15 К? Чему равны плотности этих газону 4.

Наивысшая температура в газгольдере летом 315 К, наииизшая зимой 243 К. Рассчитайте, насколько больше (по массе) метана может вместить газгольдер вместимостью 2000 ме зимой, чем летом, если дав- 2 3 4 5 5 7 !ч, нз но ын, Соа На 300 300 700 500 400 300 Л' аариаита .

! ГазА,... О, Т,К,,... 300 14. Вычислите фугитивиость аммиака, если его молярный объем равен 3,!09 !0-' ма!моль при 473 К и 100 атм. Для приближенного расчета используйте уравнение (1Х. ! 2). Результат сравните с точным значением 7 =- 82,2 атм. Вычислите коэффициент фугитнвности 77 136 ление постоянно и равно 0,104 МПа (изменением объема газгольдера с температурой пренебречь). 5. Барометр дает неверные показания вследствие присутствия неболыпого количества воздуха над столбиком ртути. При давлении 755 мм рт. ст.

барометр показывает 748 мм рт. ст., а при 740 мм рт. ст. истинного давления — 736 мм рт. ст. Каково действительное давление, если барометр показывает 750 мм рт.ст. при Т = — сопз1? 6. Для газовой смеси массового состава (%): С!, — 67; Вг, — 28; Оа - 5, вычислите; 1) объемный состав; 2) парциальные давления компонентов; 3) объем 1 кг смеси.

Общее давление 1,013. 10' Па. Температура 373 К. 7. Из кислородного баллона вместимостью 8 л кислород при давлении !20 атм вытек в резервуар вместимостью 7,5 м', наполненный воздухом под давлением 740 мм рт. ст. и 298 К. Вычислите общее давление в резервуаре и парциальные объемы азота и кислорода.

(Объемный состав воздуха (айа): Оа — 21 и )Чз — 79.) 8. Какое количествоСО, может вместить стальной сосуд вместимостью 0,5 !0 ' м' при 473 К, ! 62,1 МПа? 9. Вычислите по уравнению Ван-дер-Ваальса температуру, при которой объем ! кг 'метана станет равным 0,1 м' при 2,026 МПа. 10. Вычислите для СО, постоянную Ь в уравнении Ван-дер-Ваальса: 1) из критических параметров (М.); 2) из данных о кинетическом диаметре молекулы диоксида углерода при 273 К (и =- = 3,34.10 " м). Сравните вычисленные величины и объясните, почему они близки, но полностью не совпадают, 11. Вычислите объем 1 кг метана при 298 К и давлении 3,039 МПа.

12. До какой температуры можно нагреть стальной сосуд вместимостью 0,01 м', содержащий 5 кг газа А(О„)Чз, Н,, Н,О, )ЧНа, СОз, Не), если предельно допустимое давление 15,2 МПа. По какому из уравнений состояния следует вести расчет? Оцените погрешность расчета по уравнению Ван-дер-Ваальса (относительно расчета по уравнению в вириальной форме). Почему величины погрешности для различных газов не совпадают? 13.

При температуре Т 1 моль газа А занимает объем 0,1.10-а м'. Вычислите коэффициент сжимаемости по уравнению в вириальной форме и по методу соответственных состояний. Сравните результаты и рассчитайте погрешность расчета по методу соответственных состояний. Вычислите коэффициент фугитивности 77 газа А при Т К и 10 атм, использовав данные рис. !3. 15. Вычислите среднюю арифметическую скорость молекул кислорода при 873 К.

При какой температуре такую же скорость будут иметь молекулы гелия? 16. При 293 К и 1,0!3.10' Па вязкости азота и неона равны 175 и 311 мкП соответственно. Вычислите: 1) кинетические диаметры молекулы этих газов и сравнитесданными справочника (М.); 2) температуру, при которой вязкость азота станет равной вязкости неона при 293 К. 17.

Вычислите среднее число столкновений одной молекулы, общее число столкновений и число ударов о стенку сосуда площадью 1 м' за 1 с молекул кислорода, находящегося под давлениями 1,0!3 !О' и 1,0!3 Па при 323,1 К, Объем кислорода 0,5 м'. При каках условиях (давление) длина свободного пробега молекул Оа станет равной ! 1О ' м? 18.

Вычислите степень диссоциации фосгена, если 2 г фосгена, нагретые до 500'С, занимают при ! атм объем 1,985 л 19, При 1 атм и 250'С степень диссоциации РС1, равна 80 %, Вычислите, какой объем займет 1 г РС!,, если его нагреть до 250' С при ! атм, 20. При 2500' С и 1 атм НаО частично диссоциирует на Нз и О,, При этих условиях !О л НзО, частично распавшейся и находящейся в равновесии с Н, н О,, весят 0,7757 г. Вычислите степень диссоциации Н,О при указанных условиях. 21.

При 627' С и 1 атм 5Оз частично диссоциирует на 503 и О.,; 1 л равновесной смеси при этих условиях весит 0,94 г. Вычислите парциальные давления газов в смеси. 22. Молекулярная масса паров иода при 1 атм и 800' С равна 241, а при том же давлении, но при 1027'С она равна 212, Вычислите степень диссоциации а и коэффициент!для разных давлений. 23.

При 70 С и атмосферном давлении НзО, днссоциирует на 65,6 % по уравненнкз !ЧзО, — 2 !ЧОа Вычислите кажущуюся молекулярную массу !ЧзО, при этих условиях. МНОГОВАРИАНТНЫЕ ЗАДАЧИ 1. Неисправный барометр, содержащий воздух, показывает давление Р, мм рт. ст., в то время как действительное давление Р, мм рт. ст, Длина вакуумного пространства ! мм, температура Т,. Вычислите истинноедавление, если барометр показывает Рз мм рт.

ст. при температуре Т,, 2. Для газообразного вещества А, находящегося в условиях, близких к критическим, вычислите объем и плотность при температуре Т и внешнем давлении Р. Коэффициент сжимаемости определите с помощью рис. 14. 3. В сосУде вместимостью )7м' смешиваютсЯ Иа, йв, 8с кг газов А, В и С при температуре Т.

Вычислите парциальные объемы и давления компонентов и общее давление газовой смеси. !37 Продолпсение товл. ха д н 2 е яй аА 1о кг ав 1О», кг ас'1О», кг 1.1О», и' » д д т, к дд ?50 740 735 735 735 740 730 725 750 730 745 750 М» варианта ( Вещество А Н» нар«ннтв т,к Р. Мпа Вещество А т,к Р, Мна ГЛАВА Х КОНДЕНСИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА 11,75 Н,о !0,З 9,6 8,95 8,36 Зг 2,5 2,0 1,5 2,5 СС1, СС1, СНвСООН СНвСООН СНвСООН СНвСООН сн соон СНвСООН с,н, с,н, с,н, с,н, Основные уравнения н символы (К, с. !67 — 2341 Поляризация вещества опнсывается уравнением Р Рор 1 Рат 1 Рвл (х. П где Рор — орнентацнонная поляризация; Рвт — атомная полярнзацня; Р,л — электронная поляризация; 17 — 1 М Р=Р», +Рл=— О+2 с( (Х. 2) где Р = Рвт + Р,л — деформацнонная поляризация; 0 — днэлектрнческая проницаемость; М вЂ” молекулярная масса; с( — плотность вещества; аА, 1О, «г ас 1О', кг ав 1О, нг Р 1О', и» т, к Ов н,о со хн, со Хв о со, ХН со' Х Х Р='!в Л1РА(свор+»хат+екал) ='?в 11 5»А»в (х.з) где ФА — постоянная Авогадро; а — полярнзуемость; Рв ао зрт ' (Х.4) где Р— электрический момент днполя; й — константа Больцмана; сг — 1 М 4 4 плА — — = — Я Ф (севе+»вал) + — Р' 17.( 2 »1 3 А ат вл 9 ат (Х.5) 1З9 1ЗВ 1 2 з 5 б 7 8 9 10 11 12 1 2 з 4 5 6 7 8 9 !0 11 12 13 1 2 з 4 5 6 7 8 9 !0 !1 12 750 765 770 750 760 ?40 745 745 735 730 760 750 745 745 745 755 730 745 725 725 740 ?30 725 755 740 735 н,о н,о н,о н,о н,о н,о Хнв хн, ХНв хн, СС1„» сс!," Хв Хв Хв Хв о, н,о н,о н,о н,о н,о со, со, 35 35 25 50 35 55 55 40 50 55 25 40 45 283 293 288 298 291 273 283 291 288 291 29З 298 283 598 593 588 58З 578 573 345 335 325 523 513 50З н, н, со, н, Хв о, н, со о, о, Ов со 760 750 760 735 755 740 750 745 750 755 770 755 750 29З 283 29В гвз 273 291 291 983 291 288 298 283 273 ! 4 7 !0 з б 9 2 5 8 9 з 14 15 16 17 18 19 20 21 ог 23 24 25 1З 14 !5 16 !7 18 19 20 2! 22 23 24 2 5 8 ! 4 7 10 3 6 9 7 1 765 755 755 750 740 766 745 735' 755 740 755 760 з 6 9 2 5 8 1 4 7 10 5 9 30 40 45 45 45 40 50 55 30 50 35 Зо 283 2?3 293 288 298 29З 291 273 288 291 293 298 493 483 593 573 553 503 483 463 558 54З 533 523 290 Зоо 310 З20 340 290 300 З10 зго 340 290 Зоо 760 750 740 745 755 ?45 740 730 755 745 755 765 273 283 288 293 293 298 2?З 29! 291 282 29В 293 2,23 1,5 5,6 З»2 2,5 3,8 З,о 2,0 4,3 з,з 2,5 2,5 1З 14 15 Рз 1? 18 19 20 З1 23 24 25 со, со, со, со со со со со со со ХНв ХНВ хн, н,о н,о со н,о н, о, со, со со со хн, хн,' ХНв о, Хв о, Хв Хв н, о, со, Хв со, н, Хв Хв 7 1 5 !0 4 8 2 б з б 9 4 5 5 9 з 8 2 б !0 4 б 9 з в 10 з 7 1 б 10 4 8 2 9 з 6 1 2 З10 Зго З40 290 300 З10 З20 Зво 290 300 Зго З20 340 2 з 4 5 з 4 5 2 з 4 5 2 или откуда Р=л+Ь/т, (Х.6) (х, !7) + дв лвв+2 дв л'+2 д лв+2 где /вл Нд (авв+ авл) 4 лв Ь= — лН А (Х.7) (Х.В) ВЬЬ 1/ 4л Нд (х 0) (Х.24) а=а Р/Р, (Х.

15) раство- (Х. 25) (Х. 26) а=ай, а=С (дж — дл)в, л',— 1 лц лв — 1 т, лв-1-2 Ыв лв+2 дв т=тв+тв (Х.16) лв — 1 т тх — —, =лв+ д л=Л Н-)-Т ( — ) (Х.27) 140 141 В единицах СИ электрический момент диполя неполярных или слабо полярных веществ выражается уравнением л=-4,274 10 вв 1/ Ь, (х.

Ш) где Ь вЂ” коэффициент, который выражается в м'К/моль; во внесистемных единицах электрический момент диполя выражают в дебаях: а=0,012613 ')/ Ь . (х.)П Молярная поляризация совершенного идеального раствора (1в в — ! х М, +х, М, /)в в+2 дхв (Х.12) где Рвв — молярная поляризация раствора; Е)вв — диэлектрическая проницаемость раствора; !(вв — плотность раствора; х, и х, — молярные доли растворителя и растворенного вещества; М вЂ” молекулярная масса.