Физическая химия металлургических процессов

Задача 1
Для химической реакции (см. таблицу по номеру варианта) провести следующие термодинамические расчеты:
а) При стандартной температуре 298 К рассчитать тепловой эффект реакции при постоянном давлении ΔНº298 и изменение энтропии ΔSº298;
б) Вычислить тепловой эффект реакции ΔН и изменение энтропии ΔS при температурах Т1, Т2, Т3 по закону Кирхгоффа
в) Построить график зависимости теплового эффекта реакции от температуры. Определить температурный коэффициент теплового эффекта ΔСр при температуре Т2 К графическим и аналитическим методом;
г) Рассчитать стандартное изменение энергии Гиббса реакции и термодинамическую константу равновесия реакции КºТ при температурах Т1, Т2, Т3 энтропийным (точным) методом и методом Темкина–Шварцмана;
Провести сравнительный анализ точности каждого метода.
д) На основании данных расчета константы равновесия по энтропийному методу построить график зависимости термодинамической константы равновесия от температуры в координатах lnKºТ = f(1/T). Определить тепловой эффект реакции при температуре Т2 К графическим методом и сравнить полученное значение с результатами расчетов п.б);
е) Укажите наиболее благоприятные условия для протекания данной реакции.
номер варианта Реакция Т1, К Т2, К Т3, К
29 4HCl + O2 = 2H2Oгаз + 2Cl2 650 800 1100

Задача 2 (решить одну задачу по номеру варианта).
29. Вычислите молярную энтропию монооксида углерода при 200 С и давлении 50 атм., если его энтропия при 298 К и давлении 1 атм. равна 197,98 Дж/(моль·К), а зависимость теплоемкости от температуры выражается уравнением СР = 6,79 + 0,9810-3Т кал/(моль·К).

Задача 3 (решить одну задачу по номеру варианта).
29. В результате сжатия 16 кг кислорода при 400 К давление увеличилось в 100 раз. Вычислить изменение энергии Гельмгольца.

Задача 4 (решить одну задачу по номеру варианта).
29. Используя данные таблицы 1 построить диаграмму плавкости системы алюминий кремний.
Таблица 1
Si,
% мас. 0 5 20 40 60 100
Тн, C 690 600 770 945 1160 1420
Тк, C 690 600 600 600 600 1420

Где Тн - температура начала кристаллизации; Тк - температура конца кристаллизации сплава.
По диаграмме для сплава 70 % мас. Si определить:
1. Температуры начала и конца кристаллизации;
2. Состав первого кристалла и последней капли жидкости;
3. Массу Si в твердом и жидком состоянии при охлаждении 1 кг сплава до температуры 1050C.
На диаграмме обозначить все области и линии, дать полное название диаграмме. Обозначить точкой расплав, находящийся в равновесии с твердыми Al и Si. Определить число степеней свободы в этой точке.

Задача 5 (решить одну задачу по номеру варианта).
1-8. Выразите концентрацию водного раствора через молярность, моляльность, мольные доли и нормальность.
№ варианта Растворенное
вещество Масс.% ρ, г/см3 Т, К
3 Al2(SO4)3 20 1,226 292

Задача 6 (решить одну задачу по номеру варианта).
29. Некоторое количество сахара растворили в 1000 г воды. Давление пара полученного раствора при 100С равно 100200 Па. Вычислите температуру кипения и осмотическое давление указанного раствора при 100 С. Эбуллиоскопическая постоянная воды равна 0,52 кг·К/моль, плотность раствора принять равной 1 г/см3.

Задача 7 (решить одну задачу по номеру варианта).
29. Для реакции 2СО = СО2 + С при постоянной температуре в одном опыте давление СО уменьшилось с 786,6 до 693 мм рт.ст. за 30 минут, а в другом - с 535,3 до 468,1 мм рт.ст. за такой же промежуток времени. Определите порядок реакции и вычислите среднее значение константы скорости реакции.

Задача 8 (решить одну задачу по номеру варианта).
29. При какой температуре реакция закончится за 20 минут, если при 20С на это требуется 3 часа? Температурный коэффициент скорости реакции принять равным 3.

-