3582327122

Ćwiczenia rachunkowe z termodynamiki technicznej i chemicznej dla kierunku Technologia chemiczną Wycinał Chemiczny PW, 2012/13

Zadania treningowe do Kolokwium 2

f

Ćwiczenia rachunkowe z termodynamiki technicznej i chemicznej Zalecane zadania -kolokwium 2.

(2012/13)

(Uwaga! Liczba w nawiasie przy odpowiedzi oznacza numer zadania (zestaw.nr), którego rozwiązanie dostępne jest w Internecie [13. Szczegółowe rozwiązania ostatnich kolokwiów (1 i 2) - biotechnologia]

1.    Termodynamika układów reagujących.

1.1.    Reagenty gazowe, p,T = const.

1 Fosfor w fazie gazowej występuje w postaci dimerów (P^) i tetramerów (P4). W jakiej temperaturze, pod stałym ciśnieniem 1 bara, ilości fosforu w obu postaciach będą sobie równe? W układzie zachodzi reakcja: 2P2<g) = P4(gy

(62.1)    odp. T = 1489 K)

2. W reaktorze prowadzi się reakcję: CjH^g) +    = C2H₅OH(g) w warunkach (T = 380 K, p = 4 bar), po wprowadzeniu do mego równomolowej mieszaniny substratów. Obliczyć stężenia reagentów w stanie równowagi. (583) (odp. x(C₂H4) = x(H20) = 03777; x(EtOH) = 0,2446)

3.    Do zbiornika wprowadzono 3 mole COS^. Obliczyć ilość CO(g) po ustaleniu się stanu równowagi: [COS(g) = S{_romb) + CO<g)] w warunkach (T = -20°C = const i p = 1 bar = const). (553) (nco = 736-10'⁶ mol)

4.    W reaktorze o stałych parametrach (V — 1 m³, p = 5 bar, T = 600 K) redukuje się 2,5 kg

FeO{_S) w atmosferze wodoru zgodnie z reakcją: FeO<_s) +    = Fe{_S) + H₂0_{g). Jaka część FeO

ulegnie redukcji po ustaleniu się stanu równowagi? (57.2) (odp. 2.06% FeO)

5.    Równomolową mieszaninę CO<g) i H2S<g) zamknięto w butli o objętości 50 dm³ i pod

początkowym ciśnieniem równym 5 atm w temperaturze 40 °C. Obliczyć jej skład po ustaleniu się równowagi względem reakcji CO(g) +    = COS(g) + w tejże

temperaturze.

(543) (odp. x_cos= X|j2 = 0,1154; xco = x_H2s = 0,3846)

6.    W zamkniętym naczyniu o objętości V = 10 dm³ i pod ciśnieniem 5 atm, początkowa ilość 10 g CdO(_g) ulega redukcji w atmosferze czystego wodoru i w stałej temperaturze 400 K, zgodnie z reakcją CdO(_g) + Hhfgj = Cd{_S) + H20<g). Obliczyć zawartość naczynia po ustaleniu się stanu równowagi.

(603) (odp. ncdo = 0; oh2 = 1,445 mol; ncd= nmo = 0,0779 mol)

1.2.    Reagenty gazowe, V,T = const.

■_#    o

7.    W zamkniętym naczyniu o objętości V = 50 dm umieszczono po 2 mole gazowego PCI3 i Cl₂. Obliczyć stężenia reagentów po ustaleniu się równowagi: PCl3(g) + Q2{g) = PCI5 w stałej temperaturze 400 K.

8.    Reakcja uwadniania etenu do etanolu - C2H4(g> + H20(g) = C2H50H(g) zachodzi izochorycznie w stałej temperaturze 410 K. Zapoczątkowano ją poprzez zmieszanie po 2,5 mola substratów w stosunku stechiometrycznym, przy czym początkowe ciśnienie wyniosło 10 barów. Obliczyć ilość etanolu po ustaleniu się stanu równowagi.

(61.2)    (odp. 0,8340 mol)

9.    W stałej temperaturze 2000 K i w zamkniętym naczyniu o stałej objętości V = 10 dm³,

przeprowadza się redukcję MgO wg reakcji: MgO(_g) +    = Mg(g) + H20<g). W naczyniu

1