Эксперт

Сергей

Задать вопрос

Мы готовы помочь Вам.

Химическая термодинамика процессов горения и его прекращения

Расчет стандартной энтальпии, стандартной энтропии, стандартной энергии Гиббса реакции горения при температуре 298 K

Изменение энергии Гиббса−критерий направленности протекания реакция горения

Расчет стандартной изобарной теплоемкости реакции горения при заданной температуре

Расчет изменения стандартной энтальпии реакции горения в зависимости от температуры

Расчет изменения стандартной энтропии реакции горения в зависимости от температуры

Расчет изменения стандартной энергии Гиббса реакции горения в зависимости от температуры

1. Рассчитать изменение стандартной энтальпии, энтропии и энергии Гиббса реакции окисления метилового спирта, протекающей при 298 K, согласно стехиометрическому уравнению:
СН₃ОН_(г)+1,5 O₂=СО₂+2Н₂О_(г).

2. Рассчитать стандартную мольную изобарную теплоёмкость реакции горения метилового спирта в кислороде при температуре 1000 K.

3. Рассчитать стандартную энтальпию реакции  горения метана при температуре 1400 K, если даны энтальпии образования при 298 K и температурные зависимости теплоёмкости исходных веществ и материалов.

5. Для реакции С₃Н_8(г)→ С₃Н_6(г)+Н_2(г) рассчитать в первом приближении стандартную энергию Гиббса при Т= 1200 K; сделать вывод о возможности ее самопроизвольного протекания  в закрытой системе при указанных условиях

6. Найти количество теплоты, выделяющейся при взрыве 10 л смеси метана и этана в соотношении 1:1 при стандартных условиях.

Задачи.
1. Для реакции С₄Н_10(г)+…O_2(г) →…СО_2(г)+…Н₂О рассчитать стандартный тепловой эффект при постоянном давлении (Q_р).

2.  Найти количество теплоты, выделяющейся при взрыве 9 л гремучего газа (2Н₂+О₂), взятого при стандартных условиях.

3. Определить стандартную энтальпию образования фосфина исходя из уравнения 2РН_3(г)+4О_{2 (г)}=Р₂О_{5 (к)}+3Н₂О _(ж), Δ_rН=− 2360 кДж.

4. Вычислить Δ_fН образования С₄Н₉ОН_(ж), исходя из уравнения реакции С₄Н₉ОН_(ж)+…О_{2 (г)}=…СО_2(г)+…2Н₂О_(ж),Δ_rН=− 726,5 кДж.

5. Водяной газ представляет собой смесь взятых в равных объемах водорода и оксида углерода (II). Найти количество теплоты, выделяющейся при сжигании 112 л водяного газа, взятого при нормальных условиях.

6. При одинаковых условиях сожжены с образованием Н₂О_(г) взятые в равных объемах водород и ацетилен. При протекании какой из двух реакций выделится больше теплоты? Во сколько раз?

7. Определить Δ_fН образования этилена, используя следующие данные:
С₂Н_4(г)+ 3О_{2 (г)}=2СО_{2 (г)}+ 2Н₂О_(г),  Δ_rН =−1323 кДж;
С_{(графит)}+О_{2 (г)}=СО_{2 (г)}                        Δ_fН =−393,5 кДж;
Н_2(г)+½О_2(г)=Н₂О_(г)                          Δ_fН =−241,8 кДж.

8. Найти массу метана, при полном сгорании которой (с образованием жидкой воды) выделяется теплота, достаточная для нагревания 100 г воды от 20 до 30 ºС. Мольную теплоемкость воды принять равной 75,3 Дж/(моль·K).

9. Сколько теплоты выделится при сжигании 300 г этилового спирта С₂Н₅ОН?

10. Сколько теплоты выделится при сгорании 0,5 кг ацетона?

11. Вычислить теплоту образования амилового спирта, если при сжигании 2 кг этого вещества выделяется 18 638 кДж тепла.

12. Рассчитайте энтальпию сгорания этана при 1000 K, если даны энтальпии образования при 298 K.

13. Определить возможность совместного хранения в складском помещении этилового спирта с пероксидом натрия Na₂O₂, путём анализа реакции С₂Н₅ОН+6Na₂O₂= 2CO₂+3H₂O+6Na₂O. Значения стандартных энергий образования Гиббса следующие:

Вещество                  Δ_fG, кДж/моль
С₂H₅OH_(ж)…………….…..174,15
Na₂О_2(кр)…………………−449,81
СО_2(г)………………..…..−394,37
Н₂О_(г)…………………….−237,23
Na₂O_(кр)…………………−379,26

14. Рассчитайте стандартное изменение энергии Гиббса реакции
С₃Н_8(г)+…О₂→…СО₂+…Н₂О_(г). Будет ли эта реакция протекать самопроизвольно в закрытой системе при стандартных условиях? Вещество           Δ_fН, кДж/моль                  S, Дж/(моль·К)

С₂Н₆………………..….–84,68……………………………229,49
О₂………………..……….0……………………………….205,04
СО₂……………………..-94,1…………………………….213,66
Н₂О_(г)………..…………-57,8…………………………….188,72

15. Определите тепловой эффект реакции горения ацетилена.

16. Определите тепловой эффект реакции горения пропана.

17. Определите тепловой эффект реакции горения бензола.

18. Определите тепловой эффект реакции горения пропанола.

19. Рассчитайте низшую теплоту сгорания бутилового спирта.

20. Рассчитайте низшую теплоту сгорания сероводорода.

21. Рассчитайте низшую теплоту сгорания ацетона.

22. Рассчитайте низшую теплоту сгорания глицерина.

23. Для реакции С₃Н_8(г)→С₃Н_6(г)+Н_2(г) рассчитайте стандартную энергию Гиббса при Т=1300 K и сделайте вывод о возможности ее самопроизвольного протекания в закрытой системе.

24. Рассчитайте значения термодинамических характеристик горения (С⁰_ρ, Δ_rН⁰_Τ, Δ_rS⁰_Τ, Δ_rG⁰_Τ) веществ при заданной температуре Т согласно данным табл. 1.4.

Таблица 1.4.

Исходные данные для решения задачи 24.