Методические указания к выполнению контрольной работы №1.
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего, профессионального образования
Казанский государственный технологический университет
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
К О Н Т Р О Л Ь Н Ы Е З А Д А Н И Я
Для студентов заочных отделений
технологических специальностей
Казань 2007
УДК 541.18
Физическая химия: Контрольные задания для студентов заочных отделений технологических специальностей/ cост.: М. А. Хусаинов, Д. М. Торсуев. - Казань: Изд-во Казан. Гос. Технол. Ун-та, 2007. 38 с.
Рассмотрены индивидуальные многовариантные контрольные задания для внеаудиторной самостоятельной работы студентов заочных отделений специальностей технологического профиля. Задания составлены в соответствии с программой ГОС ВПО и требованиями к уровню подготовки выпускников химико-технологических специальностей.
Подготовлены на кафедре физической и коллоидной химии.
Печатаются по решению методической комиссии по циклу
общих математических и естественнонаучных дисциплин.
Рецензенты: проф. П. А. Гуревич
доц. А. А. Гайфуллин
Выбор вариантов задач
Вариант каждого номера задачи для конкретной контрольной работы выбирается по двум последним цифрам шифра. Если две последние цифры шифра больше числа вариантов задачи, две последние цифры шифра делим на число вариантов задачи углом, т.е. без калькулятора. Остаток от деления и есть номер варианта вашей задачи. Например, две последние цифры шифра 58, а число вариантов задачи 20 деление будет выглядеть так: 58 |20
|
|
|
40 2
18
Остаток от деления получился 18, значит, решается задача 18 варианта.
Если две последние цифры шифра меньше числа вариантов задачи, то число вариантов задачи делим на две последние цифры шифра. Остаток от деления будет выбранным вариантом задачи.
Если деление происходит без остатка, решается задача 10 варианта.
Указания к выполнению работы.
Решение заданий обязательно привести с обоснованием выбора путей решения, ссылками на изучаемые закономерности, правила, законы, следствия из законов. Само решение прокомментировать и пояснить полученные результаты.
Указания к оформлению работы.
Работа должна иметь титульный лист с указанием названия изучаемого предмета, номера контрольной работы, шифра (или № зачётной книжки), факультета, номера группы, фамилии, имени и отчества, домашнего адреса.
|
|
|
Указанные выходные данные для титульного листа должны быть разброчиво написаны от руки или напечатаны на принтере
Работа должна быть представлена написанной от руки на любой тетради, или белых листах формата А-4.
Контрольная работа 1
З а д а ч а 1. Вычислите стандартную теплоту образования соединения из простых веществ, если известна его теплота сгорания при Т= 298К и давлении 1,0133×105 Па. (табл.1).
Принять, что продукты сгорания - СО2 (г), Н2О (ж) и N2 (г). Теплоты сгорания простых веществ: Сграфит + О2 = СО2 (г) -393,795 ´ 103 Дж/моль;
Н2 +1/2О2 = Н2О (ж) - 286,043 ´ 103 Дж/моль
Т а б л и ц а 1
| Вариант | Вещество | DНсгор×10-3, Дж/моль | Вариант | Вещество | DНсгор×10-3, Дж/моль |
| 1 | СН4NO2 (тв) мочевина | - 634,749 | 11 | С4Н10 (г) бутан | - 2879,191 |
| 2 | СН3NO2 (ж) нитрометан | -709,278 | 12 | 5Н12О (ж) амиловый спирт | - 3323,222 |
| 3 | С2Н5NO2 (ж) нитроэтан | - 981,852 | 13 | С6Н6О (тв) фенол | - 3024,851 |
| 4 | С2Н6О2 (ж) этиленгликоль | - 1180,315 | 14 | С6Н6О2 (тв) гидрохинон | - 2862,519 |
| 5 | С3Н8О3 (ж) глицерин | - 1662,239 | 15 | С6Н7N анилин | - 3398,588 |
| 6 | С2Н7N (ж) диметиламин | - 1774,229 | 16 | С7Н6О2 (тв)
бензойная кислота 
| - 3229,014 |
| 7 | С3Н6О (ж) ацетон | - 1787,012 | 17 | С5Н5N (ж) пиридин | - 2577,140 |
| 8 | С4Н6 (г) 1,2 бутадиен | - 2595,647 | 18 | С5Н10О2 (ж) валериановая кислота | - 2853,859 |
| 9 | С3Н3N (г) акрилонитрил | - 1945,699 | 19 | С7Н8 (ж) толуол | - 3950,769 |
| 10 | С3Н8О (ж) пропиловый спирт | - 2011,853 | 20 | С8Н18 (г) октан | - 5516,163 |
З а д а ч а 2. Вычислите тепловой эффект реакции при температуре Т и определите, насколько при этой температуре отличается Qр от Qv (тепловой эффект реакции при постоянном давлении от теплового эффекта при постоянном объёме).(табл.2).
|
|
|
Т а б л и ц а 2
| Вари ант | Реакция | Т, К | Вари ант | Реакция | Т, К |
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | 2Н2 + СО = СН3ОН (г) 4НСl + О2 = 2Н2О (г) + Сl2 NH4Cl (тв) = NH3 + HCl 2N2 + 6H2O = 4NH3 + 3O2 4NO + 6H2O (г) = 4NH3+ O2 2NO2 = 2NO + O2 Mg(OH)2 = MgO + H2O CaCO3 = CaO + CO2 N2O4 = 2NO2 Ca(OH)2 = CaO + H2O (г) S + 2H2O (г) = SO2 + 2H2 S + 2CO2 = SO2 + 2CO | 500 600 500 950 800 500 400 700 400 350 900 800 | 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 | 2SO2 + O2 = 2SO3 (г) SO2 + Cl2 = SO2Cl2 (г) СO +3H2 = CH4 + H2O (г) 2CO + SO2 = S (г) +2CO2 CO + Cl2 = COCl2 (г) СО2 + Н2 = СО + Н2О (г) СО2 + 4Н2 = СН4 +2Н2О (г) 2СО2 = 2СО + О2 СН4 + СО2 = 2СО + 2Н2 С2Н6 = С2Н4 + Н2 С2Н5ОН (г) = С2Н4 +Н2О (г) СН3СОН(г) + Н2 = С2Н5ОН (г) | 600 400 900 700 400 900 800 500 400 500 400 450 |
|
|
|
З а д а ч а 3. 1. Найдите изменение энтропии g кг вещества при нагревании (охлаждении) в интервале температур от Т1 до Т2, если известны температуры плавления и кипения, средние теплоёмкости, теплоты плавления и испарения (табл.3)
2. Вычислите, чему равны изменения энтропии, энергии Гиббса, энергии Гельмгольца, внутренней энергии, энтальпии и работу расширения, если 1 моль вещества, пары которого подчиняются законам идеальных газов, переходит при нормальной температуре кипения из жидкого в парообразное состояние.
Т а б л и ц а 3
| Вариант | вещество (твёрдое)
| g, кг | Т1 | Т2 | Плавление | Испарение | Удельная теплоёмкость Дж/ (кг×К) | ||||
| Т пл | DHпл ´10-3, Дж/ моль | Тн.т.к | DНисп ´10-3, Дж/ моль | Сртв ´10-3 | Срж ´10-3 | Сpг ´10-3 | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 1 2 3 4 | Br2 Н2О Hg CCl4 | 20 27 50 15 | 240 260 220 250 | 350 400 650 370 | 265,9 273,2 234,3 250,3 | 10,551 6,138 2,332 2,512 | 333,2 373,2 620,2 349,9 | 20,733 45,069 63,642 30,021 | 0,674 0,570 0,137 ---- | 0,461 4,187 0,139 0,846 | 0,225 1,919 0,104 0,543 |
Окончание табл. 3
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | НСООН СН3ОН СН3СООН СНСJ3 (СН3)2СО (С2Н5)2О н - С5Н12 С6Н6 н - С6Н14 С6Н5СН3 С6Н12 С10Н8 С6Н5С2Н5 С8Н10 (ксилол) | 20 25 30 20 25 20 40 25 30 50 40 50 25 30 | 260 175 260 209 160 140 143 260 177 160 260 300 286 277 | 400 400 430 350 350 350 330 400 350 400 400 350 450 450 | 281,5 175,3 289,8 209,7 178,6 156,9 143,5 278,7 177,8 178,2 279,7 353,5 286,5 277,9 | 12,687 3,170 11,724 9,211 5,719 7,537 8,421 9,836 13,038 6,624 2,679 19,302 17,125 11,282 | 373,7 337,9 391,4 334,4 329,2 307,2 309,3 353,3 341,9 383,8 354,2 491,2 411,4 419,2 | 23,112 35,296 24,410 29,323 31,886 26,713 25,813 30,774 28,890 33,538 30,733 43,541 36,691 36,720 | 1,620 ---- 2,039 ---- 2,261 1,256 ---- 1,468 ---- 0,921 1,507 1,612 ---- ---- | 2,135 2,512 2,057 0,96 2,177 2,215 2,261 1,842 2,248 1,884 1,842 2,094 1,964 1,717 | 1,058 1,371 1,197 0,545 1,129 1,934 1,667 1,046 1,162 1,281 1,233 1,23 1,891 1,226 |
Методические указания к выполнению контрольной работы №1.
Для решения задач необходимо разобрать и усвоить следующие вопросы:
Задача 1
1. I закон термодинамики. Формулировки, математическое выражение.
2. Понятия: теплота, работа, внутренняя энергия.
3. Энтальпия и её связь с внутренней энергией.
4. Выражение тепловых эффектов при постоянном объёме и постоянном давлении.
5. Теплоёмкость, зависимость теплоёмкости от температуры.
6. Закон Гесса и следствия из него. Расчёт тепловых эффектов по теплотам образования и теплотам сгорания. Использование таблиц значений DН0298.
Задача 2
1. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры. Закон Кирхгоффа.
2 Теплоёмкость, зависимость теплоёмкости от температуры.
3. Интегрирование уравнения Кирхгоффа и пересчёт тепловых эффектов на заданные температуры.
Задача 3
1. Второй закон термодинамики. Формулировки, математическое выражение.
2. Энтропия и её свойства. Использование энтропии для оценки направления самопроизвольных процессов и состояния равновесия.
3. Расчёт энтропии идеального газа. Расчёт энтропии для реакций.
4. Абсолютная энтропия, постулат Планка. Расчёт абсолютной энтропии для процессов разогрева- охлаждения.
5. Характеристические термодинамические функции. Их использование.
Контрольная работа 2
З а д а ч а 1. По зависимости давления насыщенного пара от температуры и плотности данного вещества А в твёрдом и жидком состояниях (dтв, dж в кг/м3) в тройной точке ( тр. т.).
1. Построить график зависимости lg р от 1/Т.
2. Определить по графику координаты тройной точки.
3. Определить приближённо температуру кипения вещества при нормальном давлении.
4. Определить число термодинамических степеней свободы при следующих значениях температуры и давления: а)Ттр.т,; ртр..т; б) Тн.т.к, р=1,013×105 Па; в) Тн.т.к., ртр.т.
Необходимые данные взять из табл. 4.
Т а б л и ц а 4
| Вариант | Состояние | Условия | |||
| твёрдое | жидкое | ||||
| Т, К | р, Па | Т, К | р, Па | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | 268,2 269,2 270,2 271,2 272,2 | 401,2 437,2 475,9 517,2 533,2 | 269,2 272,2 273,2 275,2 278,2 283,2 288,2 | 505 533,2 573 656 760 982 1600 | М = 18 р=40,5×105 Па dтв= 918 кг/м3 dж = 1000 кг/м3 |
| 2 | 248 254,4 258 259 260 | 7998 13300 17995 19995 23327 | 260 265 270 278 282 | 23327 27190 31860 40290 7990 | М = 27 р = 800×105 Па dтв = 718 кг/м3 dж = 709 кг/м3 |
| 3 | 55 58 59,2 63 64 | 1333 3999 11997 14663 17329 | 60 64 66 67,8 69 71 | 12663 17329 22394 27993 31993 39990 | М = 28 р = 500×105 Па dтв = 1026 кг/м3 dж = 808 кг/м3 |
Продолжение табл. 4
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 4 | 100 104 107 109 110,5 112 | 4132 8531 14663 19995 25367 29653 | 105 112 114 115 116 117 | 17329 29635 34738 38657 46435 53053 | М = 30 р = 900×105 Па dтв = 1272 кг/м3 dж = 1260 кг/м3 |
| 5 | 222,9 248 257 267,2 273,2 | 133,3 694,5 1333 2966 4786 | 273,2 282,5 298,2 306,7 312,5 316,5 | 4786 6665 12697 16396 18929 21328 | М = 32 р = 300×105 Па dтв = 837 кг/м3 dж = 825 кг/м3 |
| 6 | 173 178 183 184 190 | 7330 11600 16975 19995 32192 | 190 196 200 207 215 221 | 31192 38657 46655 55986 69476 77314 | М = 34 р = 450×105 Па dтв = 1010 кг/м3 dж = 980 кг/м3 |
| 7 | 196 203 213 220 | 101325 190491 402360 648480 | 212 220 223 239 241 242 | 592751 648480 647842 1005144 1065237 1131722 | М = 44 р = 750×105 Па dтв = 1542 кг/м3 dж = 1510 кг/м3 |
| 8 | 276,6 278,2 279,2 280,2 281,4 | 1413 1706 1879 2066 2372 | 277,2 279,2 281,4 283,2 285,2 288,7 | 1826 2052 2372 2626 2932 3279 | М = 46 р = 950×105 Па dтв = 1240 кг/м3 dж = 1230 кг/м3 |
| 9 | 230 233 237 240 243 245 | 26260 31485 39990 49997 58518 66650 | 236 246 248 249 252,5 253,5 | 63315 78647 83979 86645 96942 100508 | М = 52 р = 350×105 Па dтв = 3010 кг/м3 dж = 2955 кг/м3 |
Продолжение табл. 4
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 10 | 1758,2 1788,2 1810,2 1835,2 1873,2 | 22,66 63,98 99,97 115,99 200,00 | 1832 1873,2 1905 1938 1956 1991 2010 | 187 300 387 486 573 800 973 | М = 52,5 р = 500×105 Па dтв = 6800 кг/м3 dж = 650 кг/м3 |
| 11 | 242,1 252,4 263,8 271,2 280,9 293,0 | 1333 2666 5332 7998 13330 26660 | 293 303 308 311 313 316 | 26660 37724 46188 51720 56186 63317 | М = 58 р = 700×105 Па dтв = 822 кг/м3 dж = 812 кг/м3 |
| 12 | 183,2 188,0 196,2 199,2 203,7 | 33,3 586,5 1850 3000 5305 | 201 203,7 214 216 230,2 244 | 4665,5 5305 7198 13328 21728 | М = 64 р = 1000×105 Па dтв = 1600 кг/м3 dж = 1434 кг/м3 |
| 13 | 131 135 137 139,5 141,5 144 146 | 1333 1999,5 2666 3999 5332 7998 9997,4 | 137 141 145 146 149 151,4 | 6665 7331,5 8664,5 9997,5 12663 15996 | М = 68 р = 200×105 Па dтв = 1450 кг/м3 dж = 1434 кг/м3 |
| 14 | 273,2 274,2 276,2 277,2 278,2 | 3265,8 3465,8 4305,6 4530 | 274,2 275,2 276,2 278,2 283,2 290,2 | 3730 4000 4160 4530 6050 8930 | М = 78 р = 900×105 Па dтв = 893 кг/м3 dж = 890 кг/м3 |
| 15 | 177,3 180 182,0 184 185,5 | 15996 19995 23994 28659 32992 | 180 185,5 188 191 194 196,8 | 26660 32992 37057 43456 51987 19985 | М = 81 р = 300×105 Па dтв = 1626 кг/м3 dж = 1610 кг/м3 |
Продолжение табл.4
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 16 | 99 101,9 103 104,5 107,2 115,5 | 10675 13995 17330 19995 26660 68649 | 111 115,5 117 118 119 119,6 | 63984 68649 72782 77980 82646 87711 | М = 83,5 р = 800×105 Па dтв = 3330 кг/м3 dж = 2150 кг/м3 |
| 17 | 272,5 273,4 275,7 277,2 279,2 281,7 | 3332,5 599,1 065,6 398,9 065,4 798,6 | 275,7 280,2 281,7 283,3 285,2 287,5 | 4878,8 5598,6 5798,6 6198,6 6931,6 7731,4 | М = 84 р = 120×105 Па dтв = 796 кг/м3 dж = 788 кг/м3 |
| 18 | 353,2 363,2 373,2 383,2 393,2 | 39,99 79,98 186,6 393,2 679,8 | 362,2 393,2 395,2 400,7 403,7 408,7 | 186,6 679,8 733,1 973,1 1133 1399,6 | М = 122 р = 850×105 Па dтв = 1105 кг/м3 dж = 1095 кг/м3 |
| 19 | 205,2 208 209,2 213,2 216,4 220 224 | 16796 19195 22662 29859 35991 45988 59985 | 219,2 224,2 226,7 229,2 231,2 232,7 | 55319 59985 66650 75981 83979 87975 | М = 127,5 р = 500×105 Па dтв = 2970 кг/м3 dж = 2850 кг/м3 |
| 20 | 334,6 338,4 343,2 348,2 353,2 353,7 | 266,6 352,2 533,2 733,1 1039,7 1266,3 | 248,2 353,7 358,2 363,8 368,8 373,8 | 1046 1266,3 1399 1666 2066 2466 | М = 128 р = 180×105 Па dтв = 1145 кг/м3 dж = 982 кг/м3 |
| 21 | 423,5 433,2 437,7 441,2 444,2 448,2 | 23994 31325 35324 39323 43322 47454 | 444,6 448,2 451,2 460 470 480 | 47000 47454 49987 55986 63317 71345 | М = 152 р = 600×105 Па dтв = 985 кг/м3 dж = 977 кг/м3 |
Окончание табл. 4
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 22 | 223,2 237,2 246,2 252,2 253,2 | 133,3 466,5 799,8 1213 1319 | 244,2 253,2 270,1 282,5 285,7 303,2 | 1200 1319 2465 3865 4398 7664 | М = 154 р = 60,8×105 Па dтв = 1680 кг/м3 dж = 1650 кг/м3 |
| 23 | 418 446,5 460,2 474,9 490 | 133,3 667 1333 2666 5332 | 490,5 504,8 523 552,2 583,2 612 | 5332 8020 13300 26660 53320 101308 | М = 174 р = 220×105 Па dтв = 954 кг/м3 dж = 948 кг/м3 |
| 24 | 377,2 381,2 383,2 386,2 389,2 392,2 | 7064 8531 9331 10397 11997 13997 | 373,2 388,2 392,2 393,3 397,2 401,2 | 10662 12397 13997 14796 16929 19462 | М = 254 р = 200×105 Па dтв = 3960 кг/м3 dж = 3900 кг/м3 |
З а д а ч а 2. При температуре Т давление пара раствора концентрации с, % ( по массе) неизвестного нелетучего вещества в жидком растворителе равно р Па, плотность этого раствора см. в таблице 5. Зависимость давления насыщенного пара от температуры над жидким и твёрдым чистым растворителем приведена в табл. 4.
1. Вычислить молекулярную массу растворённого вещества.
2. Определить молярную и моляльную концентрацию раствора.
3. Построить кривую р = f(Т) для данного раствора и растворителя.
4. Определить графически повышение температуры кипения при давлении р раствора данной концентрации с.
5. Определить понижение температуры замерзания раствора.
Т а б л и ц а 5
| Вариант | c % (по массе) | Молекулярная масса растворителя | р, Па | Т, К | d×10-3, кг/м3 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 2 3 4 | 0,5 8 5 8,5 | 18 27 28 30 | 1547 34085 31740 33841 | 288 278 69 114 | 1,000 0,750 0,850 1,300 |
Окончание табл. 5
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 | 5 9 8 7 5 4,5 5 6 3 3 6 5 2,5 5 4 5 3 5 4,4 5 | 32 34 44 46 52 52,5 58 64 68 78 81 83,5 84 122 127,5 128 152 154 174 254 | 16108 55000 65000 2375 96042 645 39985 7328 12420 4627 51852 84990 5962 1024 59030 1219 50052 1222 9757 16270 | 306,7 207 223 282 252,5 1990 306 218 149 280 195 119,6 283 403,7 226 358 453 253 514 398 | 1,590 1,985 1,500 1,210 2,900 6,800 3,560 1,590 1,780 0,750 1,210 2,160 0,790 1,120 2,880 1,145 0,860 1,640 1,460 3,970 |
З а д а ч а 3. Дана зависимость состава жидкой (х) и газообразной (у) фаз от температуры (Т) для бинарной жидкой системы А-В при постоянном давлении р. Составы х и у выражены в молярных процентах вещества А (табл. 6).
1. Построить график зависимости состава пара (у) от состава жидкой фазы (х) при р = сonst.
2. Построить график зависимости состав – температура кипения.
3. Определить температуру кипения системы, содержащей объёмные доли а % компонента А; каков состав первого пузырька пара; при какой температуре исчезнет последняя капля жидкости и каков её состав (табл. 7).
4. Определить состав пара, находящегося в равновесии с жидкой бинарной системой, кипящей при температуре Т1 (табл. 7). Определить вариантность системы в азеотропной точке.
Т а б л и ц а 6
| Вариант | Система | Состав А, молярн. % | Т, К | Состав А, молярн. % | Т, К | ||
| х | y | х | у | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1 | А ¾ СН3ОН В ¾ С6Н6 при р = 9,670×104 Па | 0,0 2,4 3,6 4,7 4,7 5,9 6,3 6,3 9,2 | 0,0 17,5 30,1 43,5 48,7 51,1 51,1 53,4 54,6 | 351,6 341,2 336,9 333,3 331,8 330,7 330,5 330,3 329,8 | 24,9 64,5 78,5 84,7 90,2 94,1 98,1 100,0 ¾ | 59,9 64,5 66,6 71,3 77,1 84,4 93,6 100,0 ¾ | 329,4 329,4 329,9 330,6 331,3 332,6 334,9 336,1 ¾ |
| 2 | А ¾ Н2О В ¾ С5Н4О2 при р = 10,333×104 Па | 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 20,0 | 0,0 10,0 19,0 36,0 68,0 81,1 89,0 | 35,0 431,8 427,8 419,0 395,5 382,5 373,6 | 30,0 50,0 90,8 96,0 98,0 99,0 100,0 | 90,5 90,8 90,8 91,8 92,0 94,5 100,0 | 71,7 370,9 370,9 370,9 371,1 371,6 373,0 |
| 3 | А ¾ HF В ¾ Н2О при р = 10,133×104 Па | 4,95 9,2 18,9 22,8 27,9 33,8 34,4 35,8 39,7 | 0,8 1,8 6,4 10,6 17,8 30,5 32,1 35,8 47,5 | 374,6 375,8 379,8 381,4 383,3 384,7 385,0 385,4 384,4 | 44,4 50,3 52,2 56,0 58,2 61,7 79,8 87,9 100,0 | 63,3 81,0 86,2 92,2 95,8 98,9 98,2 99,5 100,0 | 381,7 374,7 371,9 369,9 359,6 352,0 318,1 306,5 292,4 |
| 4 | А ¾ Н2О В ¾ изо – С4Н10О при р = 10,133×104 Па | 13,5 15,0 15,9 17,2 39,7 40,5 56,4 | 40,1 42,0 43,7 44,6 62,6 63,3 66,0 | 370,8 370,1 369,6 369,0 363,3 363,2 362,5 | 60,5 67,0 97,5 97,8 98,6 99,1 99,8 | 66,7 67,0 67,2 67,3 71,4 78,2 95,7 | 362,4 362,2 362,5 363,1 364,5 366,4 371,9 |
Продолжение табл. 6
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 5 | А = Н2О В = н - С4Н10О при р = 133×104 Па | 3,9 4,7 5,5 7,0 25,7 27,5 29,2 30,5 49,6 50,6 | 26,7 29,9 32,3 35,2 62,9 64,1 65,5 66,2 73,6 74,0 | 384,5 383,6 382,6 381,8 370,9 370,2 369,7 369,3 366,5 366,4 | 55,2 57,7 97,5 98,0 98,8 99,2 99,4 99,7 99,9 ¾ | 75,0 75,0 75,2 75,6 80,8 84,3 88,4 92,9 98,1 ¾ | 365,9 365,8 365,7 366,0 366,7 368,4 369,8 371,7 372,5 ¾ |
| 6 | А ¾ HNO3 B ¾ H2O при р = 10,333×104 Па | 0,0 8,4 12,3 22,1 30,8 38,3 | 0,0 0,6 1,8 6,6 16,6 38,3 | 373 379,5 385 391,5 394,6 394,9 | 40,2 46,5 53,0 61,5 100,0 ¾ | 60,2 75,9 89,1 92,1 100,0 ¾ | 394,0 391,0 385,0 372,0 357,0 ¾ |
| 7 | А ¾ СН3ОН В ¾ CCl4 при р = 10,133×104 Па | 0,0 0,2 0,4 1,3 1,7 3,0 5,1 10,7 12,4 24,8 40,1 45,3 | 0,0 2,0 12,0 24,2 26,4 38,3 44,5 49,0 50,0 52,2 53,7 54,1 | 349,7 349,1 345,4 340,6 339,9 335,0 332,4 330,2 330,0 329,3 328,8 328,8 | 55,0 56,6 72,5 76,4 81,3 83,8 88,3 91,8 94,8 97,8 99,3 100,0 | 55,2 55,2 59,1 60,3 63,0 64,9 69,6 75,3 82,3 91,0 96,7 100,0 | 327,7 328,7 329,0 329,4 329,8 330,1 331,2 332,5 333,9 335,8 337,1 337,7 |
| 8 | А ¾ Н2О В ¾ С5Н12О (2-метил-3-бутил-2-ол) при р = 10,246×104 Па | 0,0 18,9 34,2 53,8 66,7 75,7 82,4 | 0,0 42,7 55,3 63,4 65,7 66,9 67,5 | 377,5 367,8 365,3 364,3 364,1 364,2 364,25 | 87,5 91,6 94,9 97,7 99,5 100,0 ----- | 68,1 69,1 70,3 75,7 91,0 100,0 ----- | 364,3 364,4 364,8 366,4 369,0 373,3 ---- |
| 9 | А ¾ HNO3 В ¾ С2Н2О2 при р = 10,079×104 Па | 0,0 10,0 20,0 33,3 | 0,0 3,0 8,0 34,0 | 391,1 395,1 399,5 401,6 | 40,0 50,0 60,0 100,0 | 47,0 82,0 96,0 100,0 | 400,3 393,3 378,0 358,3 |
Продолжение табл. 6
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 10 | А ¾ CS2 B ¾ СН3СОСН3 при р = 10,133×104 Па | 0,0 1,9 4,8 13,4 18,6 29,1 38,0 | 0,0 8,3 18,5 35,1 44,3 52,8 57,4 | 329,2 327,0 324,4 319,6 317,0 314,4 313,3 | 44,8 53,6 65,3 78,9 87,9 96,8 100,0 | 59,8 62,7 66,1 70,5 76,0 88,6 100,0 | 312,8 312,3 312,1 312,5 313,5 316,5 319,3 |
| 11 | А ¾ СН3ОН В ¾ С6Н6 при р = 10,133×104 Па | 0,0 2,8 5,0 5,7 9,0 11,8 27,0 44,0 | 0,0 31,0 39,5 42,0 48,5 56,5 57,5 58,5 | 363,2 342,4 339,8 338,7 334,4 332,0 331,0 330,8 | 58,6 69,5 81,7 88,3 90,2 94,5 96,8 98,8 | 61,0 62,5 65,5 70,0 73,0 82,2 90,0 94,2 | 330,7 330,6 331,1 331,9 332,9 332,2 335,2 336,4 |
| 12 | А ¾ С2Н6 В ¾ С6Н6О при р = 10,000×104 Па | 0,0 4,0 15,9 29,8 42,1 53,7 | 0,0 15,1 35,3 40,5 43,6 46,6 | 342,8 348,2 342,5 341,2 340,8 341,0 | 62,9 71,8 79,8 87,2 93,9 100,0 | 50,5 54,9 60,6 68,3 78,7 00,0 | 341,4 342,0 343,3 344,4 347,4 351,1 |
| 13 | А ¾ С3Н6О В ¾ СН3ОН при р = 10,133×104 Па | 0,0 4,8 17,6 28,0 40,0 | 0,0 14,3 31,7 42,0 40,0 | 333,7 335,9 331,1 331,3 330,2 | 60,0 80,0 95,0 98,2 100,0 | 65,6 80,0 94,0 98,2 100,0 | 329,1 328,6 328,6 329,1 329,5 |
| 14 | А ¾ С2Н6О В ¾ СНСl3 При р = 10,000×104 Па | 0,0 18,6 34,0 46,8 57,8 67,3 | 0,0 10,3 31,8 51,5 65,2 75,7 | 333,4 336,0 336,8 336,4 335,2 334,0 | 75,5 82,7 89,2 94,9 100,0 | 83,2 89,0 93,6 97,3 100,0 ¾ | 332,9 331,8 330,8 330,0 329,0 ¾ |
| 15 | А ¾ С4Н10О В ¾ С6Н12О2 (бутилацетат) при р= 0.668×104 Па | 0,0 18,0 28,2 35,5 37,0 43,5 | 0,0 22,5 32,2 36,3 37,0 41,6 | 325,6 324,5 324,1 323,8 323,7 323,8 | 59,1 76,5 86,8 92,1 100,0 ¾ | 50,4 64,5 75,2 83,3 100,0 ¾ | 324,2 325,3 326,5 327,7 329,1 ¾ |
Продолжение табл. 6
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 16 | А ¾ С3Н8О В ¾ Н2О | 0,0 1,0 2,0 4,0 6,0 10,0 20,0 30,0 40,0 | 0,0 11,0 21,6 32,0 35,1 37,2 39,2 40,4 42,4 | 373,0 368,0 365,0 363,5 362,3 361,5 361,1 360,9 360,8 | 50,0 60,0 70,0 80,0 85,0 90,0 96,0 100,0 ¾ | 45,2 49,2 55,1 64,1 70,4 77,8 90,0 100,0 ¾ | 360,9 361,3 362,0 363,5 364,5 365,8 367,0 370,0 ¾ |
| 17 | А ¾ С3Н6О В ¾ СНСl3 При р = 9,760×104 Па | 0,0 7,9 14,3 18,6 26,6 39,4 46,2 | 0,0 6,0 11,6 16,0 23,5 39,4 52,0 | 332,9 333,3 334,2 334,8 335,2 335,4 335,0 | 53,6 61,8 71,5 77,0 82,1 91,5 100,0 | 59,8 69,8 79,2 84,8 90,1 95,4 100,0 | 333,4 333,3 331,9 331,2 330,2 329,0 328,2 |
| 18 | А ¾ ССl4 В ¾ С4Н8О2 при р = 9,140×104 Па | 0,0 0,5 7,3 15,9 28,0 35,2 42,9 51,3 | 0,0 0,8 10,0 20,2 32,4 38,9 45,9 52,8 | 347,1 347,0 346,3 345,8 345,2 344,9 344,7 344,6 | 52,7 58,8 61,3 69,3 79,2 89,4 100,0 ¾ | 57,7 58,7 61,0 67,5 76,5 87,1 100,0 ¾ | 344,6 344,6 344,6 344,8 345,1 345,6 346,4 ¾ |
| 19 | А ¾ С4Н10О В ¾ С6Н12О2 (бутилацетат) при р = 2,200×104 Па | 0,0 16,1 31,3 47,4 | 0,0 21,0 37,5 47,9 | 353,6 351,2 349,9 349,4 | 61,3 77,7 87,3 100,0 | 57,8 70,5 80,7 100,0 | 349,5 350,2 351,3 353,3 |
| 20 | А ¾ цис-С2Н2Сl2 В ¾ СН3ОН При р = 10,133×104 Па | 0,0 2,9 4,8 7,0 13,6 16,9 25,9 31,4 36,5 40,0 42,6 | 0,0 8,9 13,7 18,7 33,1 37,1 45,4 50,4 53,9 55,9 57,6 | 337,6 336,3 334,8 333,6 331,0 329,0 327,5 326,7 326,1 325,6 325,4 | 51,3 57,1 65,1 70,5 85,0 91,6 98,6 99,6 99,8 100,0 ¾ | 60,9 63,4 65,1 65,5 70,8 74,0 84,0 87,3 93,9 100,0 ¾ | 325,0 324,8 324,5 324,8 325,3 325,9 328,4 329,3 330,8 333,3 ¾ |
Окончание табл. 6
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 21 | А ¾ транс С2Н5Сl2 В ¾ СН3ОН при р = 10,133×104 Па | 0,0 0,7 2,1 2,8 5,8 11,2 13,4 18,7 24,6 29,4 | 0,0 5,1 13,8 16,8 30,4 45,2 48,5 53,8 59,3 65,3 | 337,6 336,4 339,9 333,5 329,5 325,3 324,1 321,1 319,0 317,8 | 34,3 43,8 73,7 76,9 88,6 96,5 98,7 99,6 100,0 ¾ | 68,0 72,8 76,0 76,9 79,0 83,0 90,6 94,4 100,0 ¾ | 317,3 316,0 315,0 314,9 315,3 316,1 317,8 319,0 321,3 ¾ |
| 22 | А ¾ С7Н8 В ¾ С4Н10О при р = 10,133×104 Па | 0,0 6,6 11,4 15,0 21,1 33,3 35,5 44,1 55,0 58,0 | 0,0 13,1 21,8 26,7 33,4 42,1 44,2 48,0 53,6 54,4 | 381,0 378,2 376,6 375,8 374,9 374,2 374,1 373,8 373,5 373,6 | 63,8 68,2 76,2 80,3 84,4 87,0 89,7 96,5 100,0 ¾ | 57,0 59,8 64,1 67,4 71,2 73,6 77,3 87,0 100,0 ¾ | 373,9 374,4 374,9 375,5 376,3 376,8 377,7 380,2 383,4 ¾ |
| 23 | А ¾ ССl4 В ¾ С2Н6О при р = 9,933×104 Па | 0,0 3,2 7,0 11,4 16,6 23,0 31,0 | 0,0 16,6 26,5 35,4 43,5 49,8 53,6 | 350,9 347,8 345,4 343,3 341,4 339,6 358,3 | 41,1 55,67 63,0 79,2 89,0 100,0 ¾ | 56,9 59,7 63,0 66,9 84,0 100,0 ¾ | 337,4 336,9 336,6 337,3 343,0 348,9 ¾ |
| 24 | А ¾ С4Н10О В ¾ С6Н12О2 (бутилацетат) при р = 10,133×104 Па | 0,0 21,9 37,2 51,4 66,4 | 0,0 33,4 48,2 58,0 69,2 | 399,0 394,2 391,9 390,9 390,1 | 72,2 77,9 84,7 89,6 100,0 | 74,1 78,6 84,4 89,6 100,0 | 389,9 389,8 390,0 390,1 390,5 |
| 25 | А ¾ СНСl3 В ¾ СН3ОН при р = 10,000×104 Па | 0,0 2,9 6,3 10,3 15,2 21,2 | 0,0 8,3 16,1 24,0 32,3 41,2 | 337,9 337,1 335,4 333,7 332,1 330,5 | 28,7 38,5 51,8 70,7 84,7 100,0 | 48,8 54,2 58,9 67,8 82,3 100,0 | 328,9 327,5 326,7 326,7 330,0 334,4 |
Т а б л и ц а 7
| Вариант | Т 1 | а | Вариант | Т 1 | а | Вариант | Т 1 | а |
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 | 331 372 383 365 368 388 333 367 394 | 80 50 65 60 50 55 25 25 60 | 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | 317 333 345 329,25 334,5 352 365 336 345,4 | 25 25 75 60 55 65 80 55 25 | 19 20 21 22 23 24 25 | 350,5 339 320 377 343 390,25 330,5 | 75 25 25 80 25 65 25 |
З а д а ч а 4. Постройте диаграмму фазового состояния (диаграмму плавкости системы (А¾В)), зная температуру кристаллизации двухкомпонентной системы (табл. 8.).
1. Обозначить точками: I ¾ жидкий плав, содержащий а % вещества А при температуре Т1; II ¾ плав, содержащий а % вещества А, находящийся в равновесии с кристаллами химического соединения; III ¾ систему, состоящую из твёрдого вещества А в равновесии с расплавом, содержащим б % вещества А; IV ¾ равновесие фаз одинакового состава; V ¾ равновесие трёх фаз ( табл. 9).
1. Определить составы химических соединений
2. Определить качественные и количественные составы эвтектик.
3. Вычертить все типы кривых охлаждения, возможные в данной системе: укажите на диаграмме, каким составам эти кривые соответствуют.
4. Определить число фаз и число термодинамических степеней свободы системы при эвтектической температуре и содержании А, молярных % : а) 95; б) 5.
5. При какой температуре начнёт отвердевать сплав, содержащий в % вещества А? При какой температуре он отвердеет полностью? Каков состав первых выпавших кристаллов?
Данные о температурах начала кристаллизации систем приведены в табл.8. Данные к пунктам 2, 7, 8 приведены в табл. 9.
Т а б л и ц а 8
| Вариант | Система | Состав А, молярн. % | Т, К начала крис- таллизации | Состав А, молярн. % | Т, К начала крис- таллизации |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | А ¾ КСl В ¾ SnCl2 | 0 5 10 15 20 25 30 35 | 512 507 496 479 477 481 478 473 | 40 45 50 52,5 55 70 80 100 | 460 481 497 583 658 853 952 1050 |
| 2 | А ¾ KJ B ¾ CdJ2 | 0 10 30 45 47 49 | 658 643 696 520 470 468 | 53 55 60 65 80 100 | 504 515 575 656 833 951 |
| 3 | А ¾ КСl В ¾ MnCl2 | 0 8 15 25 34 36 38 40 | 923 895 865 715 745 722 735 747 | 50 60 65 66 75 85 100 ¾ | 769 731 705 701 705 925 1047 ¾ |
| 4 | A ¾ SrBr2 B ¾ LiBr | 0 5 20 30 34 40 | 825 813 772 736 720 744 | 50 60 66,6 85 100 ¾ | 768 773 803 865 916 ¾ |
| 5 | А ¾ Li2CO3 В ¾ К2СО3 | 0 9 20 33 39,5 44,2 | 1133 1050 955 765 773 778 | 50 54,5 62 66,6 83,5 100 | 788 778 765 798 911 983 |
Продолжение табл. 8
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 6 | А ¾ MgSO4 В ¾ Cs2SО4 | 0 10 20 30 40 45 47 50 | 1292 1241 1193 1116 1013 953 969 999 | 55 60 63 65 70 80 90 100 | 1048 1083 1098 1113 1163 1238 1323 1397 |
| 7 | А ¾ RbCl B ¾ SrCl2 | 0 10 20 30 40 45 50 | 1147 1089 1004 906 964 975 978 | 55 65 70 75 80 90 100 | 968 896 827 853 879 960 999 |
| 8 | А ¾ КСl В ¾ PbCl2 | 0 10 20 25 30 33,5 40 | 769 748 713 701 710 713 707 | 45 50 55 65 75 90 100 | 693 703 733 811 893 1003 1048 |
| 9 | А ¾ CsCl B ¾ SrCl2 | 0 10 15 20 25 35 40 | 1147 1124 1089 1059 1102 1155 1166 | 50 60 70 80 85 95 100 | 1180 1158 1071 877 862 875,8 876,8 |
| 10 | A ¾KCl B ¾ CaCl2 | 0 10 20 25 31 35 45 50 55 | 1293 1216 1113 1069 953 963 1003 1011 1007 | 65 75,5 77,5 80 85 89,5 90 95 100 | 983 903 906 910 905 983 910 1055 1129 |
Продолжение табл. 8
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 11 | A ¾ FeCl3 B ¾ TlCl | 0 10 22 26 29 33 | 702 658 598 535 549 563 | 35 37 45 52 62 100 | 525 506 533 553 572 575 |
| 12 | А ¾ СuCl B ¾ CsCl | 0 10 20 35 45 50 60 | 912 868 814 645 571 549 533 | 65 66,6 70 75 80 90 100 | 542 547 541 521 541 623 695 |
| 13 | A ¾ CdCl2 B ¾ TlCl | 0 10 20 28 30 36,5 47 | 702 656 604 572 589 645 694 | 50 57,5 67,5 80 85 95 100 | 699 697 673 754 777 823 841 |
| 14 | A ¾ SrBr2 B ¾ LiBr | 0 5 20 30 34 40 | 825 813 772 736 720 744 | 50 60 66,6 85 100 ¾ | 768 773 803 865 916 ¾ |
| 15 | A ¾ InCl3 B ¾ NaCl | 0 13,3 22,2 35,8 37,6 40 47 50,6 | 1073 1052 1033 989 975 983 999 1013 | 53 61,6 66,8 74,6 80,6 81,6 84,8 100 | 983 753 680 641 622 642 697 859 |
| 16 | A ¾ MgCl B ¾ TlCl | 0 5 15 28 33,3 | 708 698 682 635 685 | 50 66,6 75 90 100 | 767 796 658 950 951 |
Продолжение табл. 8
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 17 | А ¾ SrBr2 B ¾ KBr | 0 10 25 29 33,3 40 50 | 1003 972 872 829 832 826 807 | 57 66,7 75 82 85 95 100,0 | 832 847 843 835 851 897 916 |
| 18 | A ¾ NiF2 B ¾ KF | 0 4,9 9,2 13,4 15,2 18,4 21,8 | 1121 1099 1060 1120 1141 1168 1193 | 23,8 26 30,3 37,9 46,7 50,5 58 | 1212 1224 1289 1359 1397 1403 1391 |
| 19 | A ¾ KI B ¾ KF | 0 10 20 25 30 31 35 40 | 685 668 640 622 579 594 603 610 | 45 50 55 60 70 80 90 100 | 618 622 651 695 773 858 914 959 |
| 20 | A ¾ PbCl2 B ¾ TlCl | 0 10 15,5 20 25 30 36,5 40 | 708 679 661 675 680 676 650 658 | 50 60 66,6 70 75 80 90 100 | 680 705 708 707 700 720 752 773 |
| 21 | A ¾ MgSO4 B ¾ K2SO4 | 0 10 20 30 40 50 | 1349 1308 1236 1123 1019 1103 | 63,9 66,8 71 75,3 82,2 100 | 1200 1203 1193 1177 1247 1397 |
Окончание табл. 8
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 22 | A ¾ MnCl2 B ¾ RbCl | 0 15 22 27 30 32 35 40 | 999 879 813 749 741 733 713 767 | 45 50 55 65 68 70 80 100 | 793 799 797 755 733 743 803 923 |
| 23 | А ¾ LiNO3 B ¾ PbNO3 | 0 10 20 22 32,5 36 40 | 585 535,5 489 479 424 438 449,5 | 50 60 65 70 80 90 100 | 464 57,6 449 567 598 519,5 527 |
| 24 | А ¾ MgCl2 B ¾ RbCl | 0 17,5 22,7 23,7 25,9 28 29 30,4 33,1 35,5 | 991 868 800 764 746 736 732 743 749 745 | 36,2 37,5 43,8 50 58,1 65 68,3 78,7 100 ¾ | 759 784 816 823 809 783 821 989 984 ¾ |
| 25 | А ¾ Li2SO4 В ¾ Cs2SO4 | 0 5 10 18,5 20 25 35 | 1043 1023 978 911 828 980 1022 | 40 45 55 67 70 90 100 | 1027 1015 961 873 899 1021 1049 |
Т а б л и ц а 9
| Вариант | Т1 К | а | б | в | Вариант | Т1, К | а | б | в |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 2 3 | 483 723 873 | 45 55 40 | 75 75 80 | 5 10 10 | 14 15 16 | 973 1033 923 | 60 45 50 | 90 95 80 | 10 100 10 |
Окончание табл. 9
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | 873 923 1173 1073 753 1173 1173 673 773 773 | 50 40 55 35 30 35 40 30 55 43 | 80 75 90 85 75 90 95 50 80 80 | 10 10 10 5 5 10 10 5 10 10 | 17 18 19 20 21 22 23 24 25 | 973 1273 773 723 1273 873 523 873 1023 | 60 15 40 85 50 30 40 40 25 | 90 - 75 10 90 95 75 90 75 | 10 5 10 10 10 10 10 10 5 |
З а д а ч а 5. Газообразные вещества А и В реагируют по заданному уравнению реакции с образованием газообразного вещества С (табл. 10).
1. Выразить Кр и Кс через равновесное количество вещества С, равное х, если исходные вещества А и В взяты в стехиометрических количествах при равновесном давлении в системе, равном р, Па и температуре Т, К.
2. Рассчитать величины Кр и Кс при Т = 500 К, если р = 9 730 960 Па, а х = 0,45.
Т а б л и ц а 10
| Вариант | Уравнение реакции | Вариант | Уравнение реакции |
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | А + В = 1/2С 1/2А + В = 2С 3А + В = С 2А + 3В = 3С 2А + 1/2В = 2С 3А + 1/2В = С А + 2В = С А + В = 3С 1/2А + В = 2С 1/2А + В = 3С 2А + 1/2В = 3С 2А + 3В = 2С 3А + 1/2В = 3С 3А + 1/2В = 2С 1/2А + 1/2В = 2С | 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 | 1/2А + 1/2В = 3С А + 3В = 3С 3А + В = С А + 2В = 2С А + 2В = 3С А + 2В = 2С 2А + 2В = С 2А + 2В = 3С 3А + 3В = 2С 1/2А + В = 1/2С 1/2А + 1/2В = С А + В = 2/3С 2А + 2В = 3/2С 3/2А + 1/2В = С 3/2А + В = 3/2С |
З а д а ч а 6. Гетерогенная реакция протекает при постоянной температуре Т (табл. 11).
1. Определить нормальное сродство веществ А и В при температуре Т, пользуясь справочником [1].
2. Вычислить константы равновесия Кр и Кс реакции при температуре Т.
Т а б л и ц а 11
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 979; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!