Контрольная работа по "Химии"

Задача 1.

Дано:

m = 0,5 г

Решение:

1) Один из физико-химических методов определения природы вещества следует из нулевого закона термодинамики, важнейшим следствием из которого является существование термического уравнения состояния:

f (P, V, T) = 0.

Для идеальных газов это уравнение получено Клапейроном и Менделеевым

PV = nRT

Где n – число молей вещества; R = 8.314 Дж/моль· К; P, V, T – параметры состояния, выраженные соответственно, в Па, м3, К.

   Выражая n через массу вещества m (г) и молекулярную массу:

[pic 1]

Из уравнения следует способ определения молекулярной массы вещества в виде пара или газа

[pic 2]

1.Посчитаем молекулярную массу вещества:

M = (0,5·8,314·(273 +40))/ (22,4·1) = 58 г/моль

2.Такую молекулярную массу имеет ацетон (C3H6O) предположим, что это он и запишем его структурную формулу:

Н3С-СН2-СН3

[[

O

4. Объем пара при нормальных условиях:

[pic 3]

[pic 4]

5. Плотность пара при нормальных условиях:

[pic 5]

6. Расчет мольно-объемной концентрации

[pic 6]

ПДК в воздухе 3500 мкмоль/м3 или 200 мг/м3 ; ПДК в воде 2,2 мг/л.

Концентрация ацетона в воздухе на много больше. Необходима очистка

7. Результаты

В реактор загружен ацетон (C3H6O);

Молекулярная масса 58 г/моль;

Концентрация паров вещества в вентиляционных газах 5*105 мкмоль/м3

ПДК: 3500 мкмоль/м3; 200 мг/м3

8. Уравнение реакции окисления:

С3Н6О (г) + 4О2 → 3СО2(г) + 3Н2О(г)

9. Тепловой эффект реакции при стандартных условиях:

[pic 7]

∆Н˚298 = 3·(-394) + 3·(-242) – (-216) = -1450 кДж/моль

Тепловой эффект реакции при заданной температуре:

∆Н˚Т = ∆Н˚298 + ∆Ср (Т - 298)

[pic 8]

∆Ср = 3·43,46 +3· 35,23 –(101,43 + 4·31) = 10,64 Дж/моль· К

∆Н˚623 = -1450 +10,64 ·10-3· (623-298) = -1446,5 кДж/моль

10. Химическое сродство

Найдем энтропию при стандартной температуре:

[pic 9]

∆S˚298 = 3·214 + 3·189 – (295 + 4·205) = 642 + 567 – 1115= 94 кДж/моль · К

Найдем энтропию при Т=623 К:

[pic 10]

[pic 11]

Стандартная энергия Гиббса:

∆G˚298 =∆H˚298 - 298·∆S˚298

∆G˚298 = -1450·103 - 298·94 = -1478кДж

Энергия Гиббса при Т=623К:

dG = -SdT + VdP

∆G˚623 = -1446,5 - 623·101,85·10-3 = -1510 кДж

Химическое сродство большое, процесс протекает в сторону продуктов реакции

Таблица – 1. Термодинамические характеристики изучаемой реакции

Задача 2.