В.В. Ерёмин, С.И. Каргов, И.А. Успенская, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин - Основы физической химии. Теория и задачи (1134487), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Изменение объема при плавлении льда равно 1', — !;, = 1.0002 — 1.0908 = -0.0906 см г = — 9.06.10 м г — — -1.34810 (Па К ) = — !33 атм.К сР)э Л Н 3335 НТ ТЛР „273,15 ( — 9.06 1О ) Таким образом, при повышении давления на 133 атм температура плавления льда понижается на 1 градус, Знак «минус» показывает, что прн повышении давления температура плавления понижается. Ответ. Лр= !33 атм. Пример 7-4. Рассчитайте давление пара жидкого брома при 25 'С, если Л!О' газообразного брома равна 3.110 кДж.моль '.
Решение. Ь„«,О' брома равно счО' (Вгз и>) = 3110 Дж моль Л„,нО'= -лТ 1п— р откуда р = 0.2852 атм. От в е т . р = 0.2852 атм. Пример 7-5. Рассчитайте давление, при котором графит и алмаз находятся в равновесии при 25 'С. ЛК' алмаза равно 2.900 кДж.моль '. Примите плотности графита и алмаза равными 2.25 и 3.51 г см, соответственно, и независящими от давления.
Решение. Изменение объема при переходе от графита к алмазу равно ЛР=!2 — — — ! 10 = — 1,91 10 м моль' 1 -в -6 3 -1 3.5! 2.25 ! При начальном давлении р! разность мольных энергий Гиббса 601 = 2900 Дж моль ', а при конечном давлении рз разность ЛО~ = О. Гл а е а 2. Приложения химической термодинамики Поскольку с лЛО'! г — = Ь К, то ) б(ЛО = ) Л гб(р = ЛОг — Лб! = Л г(рг — р!). др~7 ! р ! Отсюда ЛОг — ЛО, 0 — 2900 р = +р! = в+101325 =15210'Па=!510'атм ЛК вЂ” 1.91 10 Ответ.р= 1.5 10 атм.
Пример 7-6. Температура кипения бензола при давлении 1 атм равна 80.1 'С. Оцените давление пара бензола при 25 'С. Решение. Давление пара бензола при Т! = 353.3 К равно р! = 1 атм. По правилу Трутона Л„,„Н= 88 353.3 = 31.1 кДж моль '. Подставим эти данные в уравнение (7.11.6). Получим: р, 3!!00)' 1п — = ~ —, откуда рг = 0.141 атм. 1 8.314 ~ 353.3 298.2г Ответ.р=0.141 атм. ЗАДАЧИ 11 7-1.
Система содержит химические элементы А, В, С, образующие в г»- зовой фазе молекулы АВ, А)Вг, ВгС и А)Вг. Укажите компонентный состав системы. 7-2. Определите число компонентов и число независимых реакций в системе, состоящей из: а) ХНз. НС1 ХНбС!!г); 6) Оъ Нг Н)О! ) Н)Ог! )' в) Нь С1г, Вгг, НС!1„), НВг1„). 7-3. Определите число степеней свободы перечисленных систем: а) СО, СОг, Оъ Нь НгО!.)' б) СО, СОг, Ог, Нг, Н)01„), Н)О!. ). Как изменится вариантность систем (а, 6), если: 1) системы находятся во внешнем поле; 2) в системе заторможены все химические превращения'? Гл а е а 2.
Приложения химической термодинамики 7-4. На рисунке изображены температурные зависимости энергий Гиббса фаз германия. Определите, какая фаза будет термодинамически стабильна при температуре: а) 700 К, б) 1500 К7 Я О 300 500 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 Т(К) 7-5. На рисунке изображены температурные зависимости энергий Гиббса фаз фосфора. Определите, какая фаза будет термодинамически стабильна при температуре: а) 500 К, б) 1300 К. Какая фаза может существовать только как метастабильная7 300 500 700 900 1100 1300 1500 Т(К) 7-6. Рассчитайте давление, при котором две формы СаСОз — кальцит и арагонит — находятся в равновесии при 25 'С.
очи' кальцита и арагонита при 25'С равны — 1128.79 н — 1127.75 кДж моль 1 соответственно. Примите, что плотности кальцита и арагонита равны 2.71 и 2.93 г см -з соответственно, и не зависят от давления. Гл а е а 2. Приложения химической термодинамики 7-7. Рассчитайте температуру, при которой две формы СаСО, — кальцит и арагонит — находятся в равновесии при давлении 1 атм. При 25 'С А~О' капьцита и арагонита равны — 1128.79 и -1127.75 кДж моль ' соответственно, а Л~й' равны -1206.92 и -1207.13 кДж моль соответственно. Считайте, что ЛС,, = О.
7-8. А~О' жидкой и газообразной воды при 25'С равны -237.129 и -228.572 кДж моль ' соответственно. Рассчитайте давление пара воды при 25 'С. 7-9. Плотности жидкого и твердого олова при температуре плавления (231.9'С) равны 6.980 гем и 7.184 гем ' соответственно. Энтальпия плавления олова равна 1.690 ккал моль '. Определите температуру плавления олова под давлением 500 атм.
Молярная масса олова равна 118.7 г моль '. 7-10. При замерзании бензола (5.5'С) его плотность изменяется от 0.879 г.см ' до 0.891 г см з. Энтальпия плавления равна 10.59 кД>к.моль '. Определите температуру плавления бензола при давлении 1000 атм. 7-11. Плотности жидкой и твердой ртути при температуре плавления (-38.87'С) равны 13.690 и 14.193 г.см ' соответственно. Энтальпия плавления ртути равна 2.33 кал.г '.
Определите температуру плавления ртути при давлении 3000 атм. 7-12. Температура кипения жидкого метанола равна 34.7 'С при давлении 200 Торр и 49.9 'С при давлении 400 Торр. Найдите температуру кипения метанола при нормальном давлении. 7-13. Давление пара диэтилового эфира при 10 'С равно 286.8 Тпрр, а при 20 'С вЂ” 432.8 Торр. Определите мольную энтальпию испарения и нормальную температуру кипения эфира. 7-14. Давление пара дихлорметана при 24.1 'С равно 400 Торр, а его энтальпия испарения равна 28.7 кДж моль '. Рассчитайте температуру, при которой давление пара будет равно 500 Торр. 7-15.
Давление пара твердого СОз равно 133 Па при -134.3 'С и 2660 Па при — 114.4 'С. Рассчитайте энтальпию возгонки. 7-16. Давление пара (Торр) жидкости в интервале температур 200 — 260 К описывается уравнением: 1п р = 16 255 — 2501.8/ Т. Рассчитайте энтальпию испарения и нормальную точку кипения жидкости. Гп а в а 2. Приложении химической термодинамики 7-17. Давление пара (Торр) жидкого бензола СьНь между 10 'С и 80 'С описывается уравнением: 18 р = 7.960 — 1780 / Т. Рассчитайте энтальпию испарения н нормальную точку кипения бензола. 7-18.
Давление пара жидкого нафталина СиНз равно 10 Торр при 85.8'С и 40 Торр при ! 19.3 'С. Определите энтальпню испарения, нормальную точку кипения н энтропию испарения в нормальной точке кипения. 7-19. Нормальная точка кипения гексана равна 69.0 'С. Оцените: а) мольную энтальпию испарения; б) давление пара гексана при 25 'С н 60 'С. 7-20. Прн 0'С энтальпии испарения и плавления воды равны 595 и 79.7 кал г ' соответственно. Давление пара воды при 0'С равно 4.58 Торр. Рассчитайте давление пара льда при -15 'С, считая, что изменение энтальпии не зависит от температуры.
7-21. Рассчитайте температуру кипения воды на вершине Эвереста (высота 8850 м). Энтальпию испарения воды примите равной 40.67 кДж моль'. Для расчета атмосферного давления на вершине воспользуйтесь барометрической формулой. 7-22. Уксусная кислота имеет следующие давления насыщенного пара: 383 363 403 Т,К р, Торр 293 583 1040 По этим данным рассчитайте энтальпию испарения уксусной кислоты. Объясните отличие от табличного значения 24.35 кДж моль '. 7-23. Давление пара (в Торр) твердого и жидкого БОз выражается урав- нениями: !8рои = 10.5916 — 1871.2/Т, !8р< > = 8.3186 — !425.7/Т.
Рассчитайте температуру, давление и Л //(8Оз) в тройной точке. 7-24. Давление пара (в Торр) над твердым и жидким 13рь выражается уравнениями 18р! ! = 10.648 — 2559.5/Т, !8 р! ! = 7.540 — 1511.3/Т. Рассчитайте температуру, давление и Л„,//(Шь) в тройной точке. Глава 2. Приложения химической термодинамики 7-25.
Давление пара над твердым С!з равно 352 Па при — 112 'С и 35 Па при — 126.5 'С, а давление пара над жидким С1г равно !590 Па при — 100 'С и 7830 Па при -80 'С. Определите координаты тройной точки и Л„„Н(С 1з). 7-26. Давление пара над твердым С6Нь равно 299 Па прн — 30'С и 3270 Па при 0 'С, а давление пара над жидким СьНь равно 6170 Па при 1О 'С и 15800 Па прн 30 'С.
Определите координаты тройной точки и Л.,Н(С„Нб). 7-27. Давление пара над твердым БпВг4 равно 0.116 Торр прн 9.8 'С и 0.321 Торр при 2!.0'С„а давление пара над жидким ЯпВг4 равно 0.764 Торр при 30.7 'С и 1.493 Торр при 41.4 'С. Определите координаты трон пои точки и Л „Н (ВпВг4) 7-28. Давление пара 2,2-днметнлбутанола-1 (Торр) выражается уравне- нием: 18 Р = -4849.3!Т вЂ” 14.70! 18Т+ 53.1! 87. Рассчитайте: а) нормальную точку кипения; б) энтальпию испарения в нормальной точке кипения; в) энтальпню испарения прн 25 'С. 7-29. Зависимость давления пара ртути (Торр) от температуры выража- ется уравнением: 18 Р = -3308/Т вЂ” 0.8 !8Т+ 10.373. Рассчитайте: а) нормальную точку кипения ртути; б) энтальпию испарения ртути в нормальной точке кипения.
7-30. Рассчитайте давление пара воды при 200 'С, принимая, что: а) Л„„„Н = 40.67 кДж моль ' и не зависит от температуры; б) ЛСл = -42 Дж.моль К '. 7-31. Определите температуру перегонки гликоля при давлении в вакуумной системе 20 Торр, если нормальная температура кипения составляет 470 К, а энтальпия испарения равна 49.63 кДж моль' . 7-32. Какая часть энтальпии испарения воды тратится на расширение водяного пара? 7-33.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
