Л. Лабовиц, Дж. Аренс - Задачи по физической химии с решениями (1134453), страница 29
Текст из файла (страница 29)
3 10 ' 1,987 310,2= = — 10 000 — 12„9 = — 10 012,9 к ел. ЬНт,=/эНт, + ~ ЬСр т/7 =1435+ (!8 — 9)(Т, — Т ) = т, = 1435 + 9 (263 — 273) = 1435 — 90 = =1345 кал моль '. ЬИтзз — — 3 ЬИз+ ЬИв — ЬН, = — 60003 кал. ЛИ=АУ+(Ьп) ИТ= 15000+ (2 — 5). 1,99 298= = !5000 — 1778=13222 кал.
Глава Н 205 термодинамики и гермокилазв Первзаг заков И-1-18. И-1-21. И-1-19. П-1-22. П-1-23. П-1-24. П-1.25. П-1-20. И-1-26. — 664,95 — 5 ( — 94,0518) — з/г . ( — 68,3! 74) С,дНз (тв) + 120г (г) — 10СОг (г) + 4Н,О (ж) х 0 — 94,0518 — 68,3174 (ккал моль-'). Стандартная мольная энтальпия образования каждого вещества может быть записана на основании формулы. Для данной реакции ЬН'= 1О( — 94,0518) + 4( — 68,3174) — х= = — !231,6 ккал; х=17,8 ккал моль '.
а) Уравнение реакции сгорания следующее.' С,Н СООН (крист)+ '%0г (г) = 7СО, (г)+ ЗН,О (ж). х 0 — 94,0518 — 68,3! 74 (ккал моль ') Под каждым соединением записаны стандартные энтальпии образования (из табл, 11-1). Тогда ЛН'=7 ( — 94,0518)+3 ( — 68,3174) — х — 'з/ 0= =- — 771,72 ккал. х= — 91,95 ккал. Реакцию образования можно записать так: 7С (графит)+ ЗН, (г)+ О, (г) — С,Н,СООН (крнст) В этой реакции число молей газообразных вегцеств уменьшается на 4. Л(/' = ЬН' — НТ ( — 4) = — 93,96 ккал.
б) Для реакции образования С,НзСООН ЛСр=35,1 — 7 2 — 3 4,9 — 5=1,4 кал К ЬН;гз — — ЛН1дз+ ЛСр (373 — 298) = = — 91,59+ 75 0,00!4= — 91,49 ккал. м-ХФ (ж) + ОН (ао) — м-ХФ (ап) + Н,О (ж) м-ХФ (ао)- м-ХФ (ж); НгО (ж)- Н+(ап)+ ОН (ао) м-ХФ (ао) -» (м-ХФ) (ао) + Н' (ао) ЬН' = ЛНг — ЬН/+ ЛНз = — 7540 — 674 + 13 500 = =5286 кал !на 1 моль м-ХФ (ап)]. а) 9СО, (г) + 8Н,О (ж) — » пас-СдНщ (ж) + 130, (г) (!) 9С (графнт) + 90, (г) -» 9СО (г) (2) 8Нг (г) + 40г (г) - 8НгО (ж) (3) 9С (графит) + 8Н, (г) — Нис-СдНм (ж) (4) ЛН ~ = — Л/11+ ЛНз + Л Нз = =- — 1( — 1351,6) + 9 ( — 94,0518) + 8 ( — 68,3174) = 1351,60 — 846,4662 — 546,5392 = = — 41,41 ккал моль '.
б) Обычно за стандартное состояние углерода принимается графит, но если вместо него выбран алмаз, то в этом случае стандартная энтальпия образования СОг рассчитывается так: С (графит) + Ог- СОг — 94,05 ккал С (алмаз) - С (графнт) — 0,45 ккал С (алмаз) + Ог — » СОг — 94,50 ккал Таким образом, ЛН1 из алмаза равна — 94,50 ккал моль ', а ЛНгдз для процесса образования з(исгексагидроиидана будет равна — 45,46 ккал моль '. Для реакции % (тв) + С (графит) — »%С (тв) ЛН~', гдз = — 94,052 — 200,16 + 285,8 = — 8,41 ккал. Из реакции (а) ЛН'= — 3 28,59 =- — 85,77 ккал моль '. Разность (85,77 — 49,80 = 35,97 ккал моль ') равна резонансной энергии бензола.
Расчет ЬН не учитывает делокализации»двойных связей" в бензоле. ЛН! = '/г . ( — 399,09) + / ( — ЗОЗ) + 6 ° ( — 68,3174)— — ( — 989,1) + 7,2 = — 199,55 — 454,5 — 409,9044 + + 989,1+ 7,2 = — 67,7 ккал моль ' (по литературным данным — 72,1 ккал ° моль '). Мп (тв) + 5)г (г) + ЗОг (г) — Мя(ХОз)г (тв) — 188,770 Мй(НОз)г (тв) + ап — Мц" (ао) + 2НОз (ао) — 21,530 2!з!Оз (ап) — Нг (г) + 30, (г) + 2е — 2 ( — 49,320) Мя(тв) — М11" (ад()+2е ЛНз — — — 111,660 ккал (г-ион ) СзНз(з! (ж) + /, О, (г) -» 5СОг (г) + + /,Н,О (ж)+'/г )з)г(г) 5СОг(г)- 5С (графит)+ 50г(г) з/г НгО (ж) — » з/г Нг (г) + '/з Ог (г) Глава Н Первый эакон термодинамики и термохимав П-1-30. Образование связен С вЂ” О 1 ( — 84)= — 84 С вЂ” Н 1 ( — 99)= — 99 — 183 П-1-31.
П-1-27. д (е!а у) " =сову; ду д (Ма х) = сов х Ф сову. Неполный дифференциал П-1-28. х о рл П-1-29, П-2-1. С Н Х (ж)- 5С (графит) + + о(о Но (г) + '/о Ио (г) — 23,90 ккал моль-' 5С (графит) + % Но (г) + +'/оХо(г)- СоНоИ(ж) +23,90 ккал моль ' а) ЛН$то=б ( — 68,3174) — 4 ( — 11,04) =--365,74 ккал; лиям =лнЬ вЂ” Нт ( — 5) = — 365 74+ 2 96= = — 362,78 ккал.
б) ЛСр=б (18~02)+2 (6,94) — 4 (889) — 3'(697)= =65,53 кал К '=-0,06553 ккал К ', ЛНэтэ = ЛНтм+ ЛСр (323 — 298) = = — 365,?4+ 1,64 = — 364,10 ккал. а) ЛН1оо — — — 80,00 — 0 — 2 ( — 50)=20,00 ккал; ЛСр —— 8 — (5 + 0,0020 Т) — 2 ° (7,00) = = — 11 — 0,0020 Т кал К ЛНт=ЛНэоо+ ) ЛСрт(Т= т =20000 + ) ( — 11 — 0,0020 Т)т)Т= = 20 000 — 11(Т вЂ” 300) — 0,0010 (Т' — 300)'= = 23390 — 11Т вЂ” 0,0010 Т' кал. б) ЛН1ооо=-23390 — 11 ° 1000 — 0,0010 1000о= = 11390 кал(11,39 ккал). Для реакции Ре (тв) + С!о (г) -р РеС!о (тв) а) ЛНЬ1 = — 21 — ( — 19,5) + 2 ( — 17,5) — 44 = = — 80,5 ккал; б) Лиом =ЛНоо1 — !(Т( — 1)= — 79,9 ккал; в) ЛСр=18,5 — 8,2 — 6=4,3 кал К ЛНзм = ЛНял + ЛСт (391 — 291) = — 80,1 ккал.
Разрыв связей: Π— Н 1 111=+ 111 С-С 1 83=+ 83 + 194 ЛН=+ 194 — 183=11 ккал. ) (и; — = 2ху; д (ху') ду — = 2ху; д (х'у) дх Полный дифференциал б) ~ т(и = ~ хут е(х + ~ хоу е(у, о.о и) ии Для отрезка (() у=О первый интеграл равен О. Для отрезка (11) х постоянно, а у изменяется от О до у, следовательно, т(и = хо ~ у е(у = ) хщ 2 о и = — хтуо+ сопя!. 2 РАЗДЕЛ П-2 Только при условии, что (ди~дУ)т=О или е(У=О (постоянный объем).
В общем случае: г(и ~ду ) г(Т+(д ~ Л Аналогично г(Н = Ср е(7 только, если (дН7дР), = 0 нлн е(Р=О. 243 Первый закон термодинамики и терл4охи.юм Глава !! 242 И-2-19. И-2-16 т, П-2-17. И-2-20. П-2-!8. И-2-21. х, ! а = — х у+ сопз1. 2 д4Нт, = — 35 000+ 6 (Тг — 300) + +,/ 5 10-8(Тг 300 ) 4 10 (Тг 4 1/300) = — 35692+6 ° Т,+2,50 ° 1О "Тг — 4 ° 10'Тг'; ЬН = — 35692+ 6 ° Т+2,50 ° 10 Т— — 4 !О'Т ' кал. К моль ЬСр=2 4968 — 6 148 — 3,102 !О ~Т+ + 9,23 ° 10 ~Т кал ° К Для данной реакции 4ООО ЬН4ш Ы!гоз+ ( ЬСр е(Т гм = 117,04+ 3,787 ° 10 ' ° (1000 — 298)— — '/, 3,102 10 (10008 — 298 ) + +'/з'9 23'10 4 (1000 298)= =1!8,58 ккал. АСр —— Ср (АВ4) — Ср (А) — 2Ср (Вг) = — 10 — 6 10 7; А!/т =оНъю+ ( АСр 44Т= зоо т т =500000+ (( — 10)4!Т+ ) ( — 6 10 з) Те!Т= 8ОО зоо = 500 000 — 10 (Т вЂ” 300) — '/г 6 10 (Т вЂ” 300 ) = = 503 270 — 10Т вЂ” 3 ° 10 зТ .
т, ЬНт, АНт, = ( АСр е!Т' г, т 0 — (-5000)= ((1+2 10 8Т)е(Т= гоз =1 (Т вЂ” 298)+1 10 ' (Т вЂ” 298'); 5000 = — 298+ 1 Т вЂ” 89+ 1 10 Т; 0=1 ° 10 'Т +1 Т вЂ” 5387. Решая относительно Т и пренебрегая отрицательным корнем, получим Т=1880'К. Для реакции 2Н, + Ог+ 4Чг — 2Н,О (г) + 44Чг ЬНтв= 2 ° ( — 57,8) = — 115,6 ккал. Таким образом, !15,6 ккал нагревают 2 моля НгО (г) и 4 моля !Чг (г) от 298,2'К до конечной температуры Т,. 2Ср(Н,О, г)+ 4Ср(!Чг, г) = 40,234+ 10,4 10 8Т; 115600= ( 40,2344!Т+ ( 10,4 10 874!Т= 348.8 вв,г = 40,234 . (Тг — 298,2) + + '/г ° 10,4 ° 10 ° !Тг — (298,2) 1.
115 600 = 40,234 Т, — 11,996 + 5,2 10 ' Тг — 462; 0 =5,2 10 8Тг 4-40,234Т вЂ” 128058. Решая квадратное уравнение и пренебрегая отрицательным корнем, получим Т,=2425'К. Этот результат справедлив, только если уравнение для Ср применимо в интервале температур от 298 до 2425' К, При более высоких температурах результаты будут ошибоч ны ми. /ХН,= — бв+ За+ Зб — Зд+ 2ж+ в =в = — 978,5 ккал моль Экспериментальное значение — 970,8 ккал ° моль '. — =х; — =х. Полный дифференциал. д(ху) (2 ' ) ду ' дх х, е~ (е!х= ( ху4(х+ ( — х'е(у =- (У = У4) (Х = Хг) — У4! хг г— х4)+ хг(Уг У4)= хгуг х4Уп 2!5 термодинамики и термохимия Первма закон Глава Н И-3-2.
П-2-22. И-З-З. П-3-4. Путь (а, б) 1 ~йг=О ) хйх+О о (а) 2 .)» У 2У о Путь (в, г) о )' йг=О ) ут(х+ 0 о / =-2. И-З-З. (е) (в) ! ! = 2 ~ хйх= — 2 ( — хз)~ = 1. о РАЗДЕЛ 11-3 (дП)дУ) а 2а И.З-1. (д())дТ) Лт= ~ ~'~) —— ~ ут 2а йУ 2а 1 1) З)т ) Ут 3)Т~ ! 2 ! б) П-З-6. Я ! Зф — ! фт' = — — (1,0 моль ° л ')= а а) =у; — =хну. Неполный дифференциал. д (ну) д (ту) дх ' ду б) См. рисунок. М ) хйу+ 1 )' уйх+ 1. ) уйу= 2 ! з ) уйу+ 2 ° ~ хйх+ 2 ° ) хйу= 17' С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
