3582327478

PODSTAWY CHEMII FIZYCZNEJ (zadania do wykładu prof. T. Lutego)

LISTA nr 5 (2009/2010 w)

Zapoznać się z treścią rozdziału 5.1.2 oraz przykładami 5.4.1 - 5.4.5 z „Obliczeń fizykochemicznych” JDP.

1.    AH° i AS% reakcji Ca (_C) + ThO <₈) = CaO <_S) + Th <_s) nie zależą od temperatury i są równe odpowiednio -13,39 kcal/mol i -7,84 cal/K-mol. Obliczyć maksymalną temperaturę, w której Ca _(c) redukuje ThO.

Odp.: 1708 K

2.    Powinowactwo standardowe reakcji PCI5 = PCI3 + Q₂ w zakresie temperatury 400 - 500 K dane jest wyrażeniem A° =- 8,36-10⁴ + 14,52-r-lnT + 72,26 T [J/mol]. W jakim stopniu zdysocjuje 1 g PCI5 zamknięty w naczyniu o objętości a) 1 dm³, b) 5 dm³, c) 10 dm³ w temperaturze 450 K?

Odp.: a) 0,410, b) 0,678, c) 0,784

3.    Powinowactwo standardowe reakcji PCI5 (g) = PO3 <g) + Cl₂ (g) w zakresie temperatury 400 - 500 K dane jest wyrażeniem A° = - 8,36-10⁴ + 14,52-T-lnT + 72,26 T [J/mol]. Obliczyć AH° tej reakcji w 420 K oraz liczbę moli chloru w stanie równowagi w naczyniu o objętości 1 dm³, w którym zamknięto 5 milimoli PCI5.

Odp.: 1,024 milimol

4.    Do naczynia o pojemności 1 dm³, zawierającego węgiel stały, wprowadzono w temp. 1000°C, 4,4 g CO2. W warunkach tych ustala się równowaga CO2 + C <_S) = 2CO przy czym średnia masa cząsteczkowa mieszaniny gazowej wynosi 36 g/mol.

a)    Obliczyć ciśnienie równowagowe oraz wartość K_v.

b)    Ustalić, czy ciśnienie równowagowe CO (wzrośnie, zmaleje, nie zmieni się, trudno przewidzieć), gdy do naczynia wprowadzi się tyle helu, że ciśnienie sumaryczne wzrośnie dwukrotnie. Czy równowagowe ciśnienie CO (wzrośnie, zmaleje, nie zmieni się, trudno przewidzieć), jeśli wprowadzając do naczynia hel zwiększy się dwukrotnie objętość naczynia i nie zmieni przy tym ciśnienia.

c)    Określić, ile moli CO2 należy wprowadzić do naczynia, w którym początkowo znajduje się 1,2 g C (_S), aby w stanie równowagi pozostały w nim tylko śladowe ilości węgla.

Odp.: a) 1,41-10¹ Pa, 6,96 b) nie zmieni się, wzrośnie, c) 0,7 mola

5.    Obliczyć stopień dysocjacji etanu na etylen i wodór w 973 K, jeśli w układzie panują ciśnienia

a) 10 atm, b) 1 atm, c) 0,1 atm. Stała równowagi K_v reakcji C2H4 + H₂ = C2H6 wynosi 0.2127. Jakie jest powinowactwo chemiczne reakcji, gdy ciśnienia cząstkowe każdego reagenta wynoszą 10 atm? Jak należy zmienić ciśnienie całkowite, aby mieszanina równomolowa była w stanie równowagi? Odp.: a) 0,566, b) 0,908, c) 0,990; -6108 J/mol; 14,1 atm

1

   W 100°C stała równowagi K_v reakcji COCl₂<g) = CO _(g) + Cl2<g) wynosi 8-10^-9, a AS° =125 J/K.

a)    Obliczyć stopień dysocjacji fosgenu w 100°C, przy ciśnieniu sumarycznym 2 atm.

b)    Obliczyć wartość AH% w temperaturze 373 K.

c)    Zakładając, że £ v,C_pl = 0, wyznaczyć temperaturę, w której stopień dysocjacji fosgenu, pod

i

ciśnieniem 2 atm, wynosi 0,1 %.

Odp.: a) 6,3-10~⁵, b) 104,4 kj, c) 446 K