Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Тема 5 Химическое равновесие

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимский государственный авиационный технический университет»

 

Методические указания

к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине

«Прикладная химия пожарной безопасности»

Часть 2. Физическая и коллоидная химия

Уфа 2015


 

Требования к оформлению расчетно-графической работы

 

При оформлении РГР необходимо придерживаться следующих правил:

1. Расчетно-пояснительная записка оформляется на одной стороне листа формата А4 (210*297 мм) в рукописном (разборчиво, без сокращений) или компьютерном варианте с соблюдением следующих размеров полей: левое – не менее 30 мм, правое – не менее 10 мм, верхнее – не менее 15 мм, нижнее - не менее 20 мм. Шрифт Times New Roman, кегль 14, полуторный интервал.

2. Страницы нумеруются арабскими цифрами. Первой страницей считается титульный лист (образец оформления титульного листа на след. странице). Номер на титульном листе не ставится. На последующих страницах номер проставляют по центру снизу.

3. На титульном листе необходимо указать ФИО, группу, номер варианта, дату сдачи РГР и подпись. Номер варианта соответствует номеру по списку в журнале.

 

Критерии результативности расчетно-графической работы

 

Без выполненной и сданной вовремя расчетно-графической работы студент к сдаче зачета не допускается.

Выполненную РГР студент сдает преподавателю. Получив проверенную работу, студент вносит исправления с учетом замечаний преподавателя, после чего следует очная защита работы.

РГР засчитывается преподавателем, если:



1. РГР выполнена и сдана в срок.

2. Номер варианта РГР соответствует номеру по списку в журнале.

3. Выполнен весь комплект задач РГР.

4. Студент знает теоретические основы темы и может обосновать решение задачи.


 

Образец титульного листа

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Уфимский государственный авиационный технический университет

 

Факультет защиты в чрезвычайных ситуациях

 

Кафедра пожарной безопасности

 

 

Расчетно-графическая работа по дисциплине

«Прикладная химия пожарной безопасности»

 

Вариант ХХ

 

 

Выполнил: студент гр. ПБ-ХХХ

Иванов А.А.

Проверил: к.т.н., доцент

Исаева О.Ю.

Дата сдачи: ХХ.ХХ.20__

 

Уфа 20___

Задание 1.

ВычислитеDH0х.р, ∆S0х.р., DG0T и Кр реакции. Возможна ли реакция при температуре 298? Найти равновесную температуру.

Термодинамические свойства веществ приведены приложении 1.

 

Вариант Реакция  
СО(г) + 2Н2(г) = СН3ОН(г)
N2(г) + 3H2(г) =2NH3(г)
2HBr(г) = H2(г) + Br2(г)
N2(г) + O2(г) = 2NO(г)
COCl2(г) = CO(г) + Cl2(г)
4 NH3(г) + 5 О2(г) = 4 NO(г) + 6 H2O (г)
2 NH3 (ж) + H24 (ж) = (NH4)24 ( тв)
CH3OH (г) + 3/2 O2(г) = CO2(г) + 2H2O (г)
2 H2S(г) = 2 Н2(г) + S2(г)
2О(г) + O2(г) = 2Н2О2 (г)
2 СО(г) + O2(г) = 2 CO2(г)
СО(г) + Н2O(г) = СО2(г) + 2Н2(г)
2NO(г) + O2(г) = 2NO2(г)
2 SO2(г) + O2 (г) = 2 SO3(г)
2NO(г) + Cl2(г) = 2 NOCl(г)
4 HCl(г) + O2(г) =2Н2О(г) + 2 Cl2(г)
H2(г) + Br2(г) = 2HBr(г)
Cl2(г) +2HI (г) = I 2(г) + 2HCl(г)
H2(г) + I2(г)= 2HI(г)
2СН3ОН(г) + О2(г) = 2НСОН(г) + 2Н2О(г)
SO2(г) + Cl2(г) = SO2Cl2( (г)
2 СО(г) + 2Н2(г) = СН4(г) + СО2(г)
H2O(г) + Cl2(г) = 2HСl(г) + 1/2O2(г)
4NO(г) = 2N2O(г) + O2(г)
4HCl(г) + O2(г) = 2H2O(г) + 2Cl2(г)
SO2(г) + NO2(г) = SO3(г) + NO(г)
2СO(г) + 4 H2(г) = С2Н5(ж) + H2O(ж)
С6Н6(г) +3Н2(г) = С6Н12(г)
2СН4(г) = C2H2(г) + 3H2(г)
2H2(г) + O2(г) = 2H2O(г)

 

 


Задание 2.

При температурах Т1=298 К и Т2 рассчитать: тепловой эффект реакции полного сгорания веществ; изменение энтропии; изменение энергии Гиббса; константу равновесия.

Стандартные энтальпия образования, энтропия и энергия Гиббса образования веществ приведены приложении 1.

 

Вариант Вещество (в газ.состоянии)   Т2, К
толуол
этан
этиленгликоль
этин
бензол
этаналь
метановая кислота
этанол
диэтиловый эфир
бутен-1
метаналь
гептан
циклогексан
глицерин
бутанол
ацетон
стирол
пропанол-2
диметиловый эфир
метановая кислота
пентан
пропадиен
этилбензол
2-метилпропан
циклопентан
пропанол-1
бутадиен – 1,2
этановая кислота
этилацетат (этилэтаноат)
о-ксилол

Тема 2 Расчет изменения энтропии

Задача 3.

Рассчитать изменение энтропии вещества А массой m кг при постоянном давлении при нагревании от температуры t1 до t2, если известны его температура плавления и кипения, теплоемкости в твердом, жидком и газообразном состояниях (считать, что теплоемкость от температуры не зависит), энтальпии плавления и испарения (справочные данные).

 

Вариант Вещество А m, кг   t1, °C t2, °C
Br2 - 3
CS2 - 100
H2O
NH3 - 63
CCl4 - 13
C6H6
CH3OH - 85
C2H5OH - 103
Br2
CS2 - 53
H2O
NH3 - 53
CCl4
C6H6
CH3OH
C2H5OH - 50
Br2
CS2 - 13
H2O
NH3 - 43
CCl4 - 8
C6H6
CH3OH
C2H5OH
Br2 - 3
CS2
H2O
NH3 - 50
CCl4
C6H6

 


 

Тема 3 Фазовые равновесия

Задача 4. Определить температуру кипения веществ при заданных значениях давления р. Температура кипения и энтальпии испарения при стандартном давлении приведены в приложении 2.

Вариант Вещество Давление р, атм. Вариант Вещество Давление р, атм.
Ag 1,5 CCl4
Br2 C2H6 3,5
Cl2 2,5 C6H6
F2 CH3OH 2,5
H2 3,5 C2H5OH
He Ag
I2 3,5 Br2 3,5
N2 Cl2
Na 2,5 F2 2,5
Xe H2
H2O 1,5 He 1,5
СS2 I2
H2S 2,5 N2 2,5
NH3 Na
CH4 3,5 Xe 3,5

Задача 5. Определить давление, при котором температура кипения веществ будет равна tкип. Температура кипения и энтальпии испарения при стандартном давлении приведены в приложении 2.

Вариант Вещество tкип, ºС Вариант Вещество tкип, ºС
H2O He
СS2 I2
H2S N2
NH3 Na
CH4 Xe
CCl4 H2O
C2H6 СS2
C6H6 H2S
CH3OH NH3
C2H5OH CH4
Ag CCl4
Br2 C2H6
Cl2 C6H6
F2 CH3OH
H2 C2H5OH

 

Тема 4 Кинетика реакций горения

Задача 6.Во сколько раз изменится скорость реакции горения вещества в кислороде, если:

1. общее давление в системе увеличить в 3 раза;

2. концентрацию кислорода снизить в 2 раза;

3. концентрацию горючего вещества увеличить в 2 раза.

Считать, что горение веществ происходит в газовой фазе.

Вариант Вещество
1. бензол
2. дипропиловый эфир
3. метаналь (формальдегид)
4. бутен-1
5. этан
6. этановая кислота (уксусная кислота)
7. н - бутан
8. этилэтаноат (этилацетат)
9. этандиол-1,2 (этиленгликоль)
10. толуол
11. диметиловый эфир
12. пропанон (ацетон)
13. стирол
14. бутанол-1
15. пропан
16. этен (этилен)
17. этанол
18. этин (ацетилен)
19. бутен - 2
20. пропаналь
21. этилбензол
22. метанол
23. пропин
24. пропанол-2
25. пропен (пропилен)
26. ацетальдегид (этаналь)
27. диэтиловый эфир
28. метановая кислота (муравьиная кислота)
29. пропантриол -1,2,3 (глицерин)
30. метан

Задача 7.Радиоактивный распад – реакция 1 порядка. Период полураспада радиоактивного изотопа τ лет (суток). Через какое время концентрация этого вещества составит n % от исходного? Сколько % радиоактивного вещества останется через t1 лет (суток)?

 

Вариант Радиоактивный изотоп Период полураспада τ n % от исходного количества t1
14С 5730 лет 1000 лет
137Cs 29,7 лет 10 лет
131I 8,1 сут 5 сут
90Sr 28,1 лет 50 лет
222Rn 3,82 сут 1 сут
106Ru 367 сут 55 сут
134Cs 2,3 лет 3,5 лет
210Pb 22 лет 20 лет
238U 4,5·109 лет 900 лет
232Th 14·109 лет 500 лет
239Pu 24000 лет 100 лет
241Am 433 лет 150 лет
241Pu 75 лет 100 лет
14С 5730 лет 2000 лет
137Cs 29,7 лет 5 лет
131I 8,1 сут 1 сут
90Sr 28,1 лет 30 лет
222Rn 3,82 сут 5 сут
106Ru 367 сут 500 сут
134Cs 2,3 лет 8 лет
210Pb 22 лет 12 лет
238U 4,5·109 лет 2000 лет
232Th 14·109 лет 1000 лет
239Pu 24000 лет 800 лет
241Am 433 лет 100 лет
241Pu 75 лет 20 лет
144Се 284,4 сут 35 сут
51Cr 27,703 сут 25 сут
134Cs 29,7 лет 13 лет
131I 8,1 сут 15 сут

Задача 8. В реакции 2-го порядка А+В®2D известны начальные концентрации веществ А и В ([A]0 и [B]0) и скорость реакции при концентрации [A]1,. Рассчитайте константу скорости и скорость реакции при концентрации вещества [B]2.

 

вариант [A]0, моль/л [B]0, моль/л Скорость реакции при [A]1, моль/(л∙с) [A]1, моль/л [B]2, моль/л
1,5 1,5 2,0∙10-4 1,0 0,2
2,0 3,0 1,2∙10-3 1,5 1,5
3,0 2,0 2,7∙10-7 1,5 1,0
1,0 2,5 3,0∙10-2 0,5 2,0
1,0 2,0 1,5∙10-1 0,5 1,7
2,5 1,5 5,0∙10-4 1,2 1,0
0,5 0,5 2,0∙10-3 0,05 0,1
2,0 1,0 0,2∙10-5 1,2 0,5
1,5 1,0 1,0∙10-2 0,6 0,5
3,0 3,0 4,2∙10-1 2,5 1,5
0,8 1,0 1,5∙10-2 0,2 0,3
0,5 0,9 1,2∙10-2 0,3 0,5
1,3 1,1 1,5∙10-1 1,0 0,6
2,5 2,2 1,8∙10-2 0,7 2,0
2,1 1,7 1,6∙10-2 1,5 1,2
1,8 1,3 1,9∙10-1 1,2 1,1
1,5 1,0 1,3∙10-1 0,8 0,5
2,8 2,0 2,0∙10-2 2,0 1,3
1,7 0,7 3,0∙10-2 1,2 0,4
0,9 0,8 5,0∙10-2 0,5 0,5
2,7 3,0 3,2∙10-1 2,4 2,3
1,8 1,5 1,5∙10-3 1,2 1,3
1,5 2,9 1,2∙10-2 1,2 2,4
1,1 1,3 2,5∙10-3 0,7 0,5
0,5 1,2 3,3∙10-2 0,3 0,8
3,2 1,9 3,5∙10-3 2,5 1,4
3,8 3,3 2,5∙10-1 2,2 2,5
4,4 3,5 2,7∙10-2 3,8 2,7
1,9 2,3 3,7∙10-3 1,7 1,4
2,6 1,9 3,0∙10-4 1,2 0,7

Задача 9.

При температуре t деревянный брусок сгорает за τ минут. Через какое время он сгорит при увеличении температуры на ∆t, если температурный коэффициент равен γ.

 

Вариант t, ºС ∆t, ºС γ τ, мин
2,0
3,1
3,9
3,6
2,4
3,0
2,15
2,8
2,65
3,2
4,0
2,25
3,5
2,1
2,75
3,3
2,5
3,8
2,35
2,2
2,85
2,7
2,55
2,9
2,3
3,7
2,95
3,4
2,45
2,6

 


Задача 10.

Вычислите температурный коэффициент константы скорости реакции горения в температурном интервале t1- t2 при энергии активации, равной Еа.

 

Вариант t1, ºС t2, ºС Еа, кДж/моль

 


Задача 11.

Энергия активации горения вещества в условиях пожара составляет Е1. При наличии в его составе диоксида марганца, выступающего в качестве катализатора горения, энергия активации снижается до Е2. Во сколько раз возрастет скорость реакции горения, если значение температуры составляет t .

 

Вариант t, ºС Е1, кДж/моль Е2, кДж/моль

Тема 5 Химическое равновесие

 

Задача 12.

 

Как надо изменить а) температуру, б) давление, в) концентрации веществ, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции.

В каком направлении сместится химическое равновесие, если концентрацию всех реагирующих веществ увеличить в 2 раза?

Напишите математическое выражение для константы химического равновесия.

Вариант Реакция
СО(г) + 2Н2(г) = СН3ОН(г)
N2(г) + 3H2(г) =2NH3(г)
2HBr(г) = H2(г) + Br2(г)
N2(г) + O2(г) = 2NO(г)
COCl2(г) = CO(г) + Cl2(г)
4 NH3(г) + 5 О2(г) = 4 NO(г) + 6 H2O (г)
2 NH3 (ж) + H24 (ж) = (NH4)24 ( тв)
CH3OH (г) + 3/2 O2(г) = CO2(г) + 2H2O (г)
2 H2S(г) = 2 Н2(г) + S2(г)
2О(г) + O2(г) = 2Н2О2 (г)
2 СО(г) + O2(г) = 2 CO2(г)
СО(г) + Н2O(г) = СО2(г) + 2Н2(г)
2NO(г) + O2(г) = 2NO2(г)
2 SO2(г) + O2 (г) = 2 SO3(г)
2NO(г) + Cl2(г) = 2 NOCl(г)
4 HCl(г) + O2(г) =2Н2О(г) + 2 Cl2(г)
H2(г) + Br2(г) = 2HBr(г)
Cl2(г) +2HI (г) = I 2(г) + 2HCl(г)
H2(г) + I2(г)= 2HI(г)
2СН3ОН(г) + О2(г) = 2НСОН(г) + 2Н2О(г)
SO2(г) + Cl2(г) = SO2Cl2( (г)
2 СО(г) + 2Н2(г) = СН4(г) + СО2(г)
H2O(г) + Cl2(г) = 2HСl(г) + 1/2O2(г)
4NO(г) = 2N2O(г) + O2(г)
4HCl(г) + O2(г) = 2H2O(г) + 2Cl2(г)
SO2(г) + NO2(г) = SO3(г) + NO(г)
2СO(г) + 4 H2(г) = С2Н5(ж) + H2O(ж)
С6Н6(г) +3Н2(г) = С6Н12(г)
2СН4(г) = C2H2(г) + 3H2(г)
2H2(г) + O2(г) = 2H2O(г)

Задача 13.

Вычислите константу равновесия реакции при следующих значениях равновесных концентраций.

 

Вар. Реакция Равновесные концентрации, моль/л
2NO2 = 2NO + O2 [NO2] = 0,06; [NO] = 0,24;[O2] = 0,12
СО + С12 = СОС12 [СО] = 0,2; [С12] =0,3; [СОС12] = 1,2
4НС1 + О2 = 2Н2О + 2С12 2О] = 0,14; [С12] = 0,14; [НС1] = 0,20; [О2] = 0,32
СО + Н2О = СО2 + Н2 [СО]= 0,004; [Н2О] = 0,064; [СО2] = 0,016; [Н2] = 0,016
2NO + О2 = 2NО2 [NО] = 0,08; [О2] = 0,03; [NО2] = 0,01
N2+3H2 =2NH3 [N2]= 1,5; [Н2]=0,6; [NH3]=0,18
СО + 2Н2 = СН3ОН [СО] = 0,06; [Н2] = 0,12; [СН3ОН] = 0,216
SO2 + Cl2 = SO2Cl2 [SO2] =0,7; [С12] = 1,35; [SO2Cl2] = 0,001
N2 + О2 = 2NO 2] = 1,5; [N2] = 0,1; [NО] = 0,05
2 Н2 + S2 = 2 H2S 2] = 0,2; [S2 ] = 0,1; [H2S ] = 0,1
2NO + Cl 2 = 2 NOCl [NО] = 0,02; [Cl2]= 1,02; [NOCl] = 0,03
2HBr = H2 + Br2 [HBr] = 2,5; [H 2]= 0,5; [Br2] = 0,5
2О + O2 = 2Н2О2 2О]=0056; [О2]=0,02; [Н2О2]=0,044
C2H2+ 3H2 =2СН4 [C2H2]=2,8; [Н2]=2,7; [СН4]=3,0
2С12 + 2Н2О = 4 НС1 + О2 [С12] = 0,8; [Н2О] = 2,2; [НС1] = 1,1; [О2] = 1,6
H2 + I2= 2HI 2] = 1,2; [I2 ] = 0,8; [HI] = 0,4
C2H2 + 2H2 = C2H6 [C2H2]=1,3; [Н2]=0,5; [С2Н6]=1,5
SO2 + NO2 = SO3 + NO [SO2] = 1,1; [NO2] = 0,6; [SO3]= 0,8; [NO] = 0,8
С12+СО = СОС12 [Cl2]=2,5; [CO] = l,8; [COCl2] =3,2
2H2O = 2H2 + O2 [H2O] = 0,8; [H2] = 2,2; [О2] = 1,1
2SО2 + O2 = 2SO3 [SО2] = 0,03, [O2] = 0,015, [SО3] = 0,07
2NO + Cl2 = 2NOC1 [NO] = 0,5; [С12] = 0,2, [NOCl] = 1,1
2НI = Н2+I2 [HI] = 0,55, [Н2] = 1,5; [I2 ] = 1,8
2NO + О2 = 2NО2 [NO] = 0,02; [О2] = 0,03; [NO2] = 0,6
N2 + 3Н2 = 2NН3 [N2] = 2; [Н2] = 6; [NH3]=0,5
С6Н6 +3Н2 = С6Н12 6Н6] = 1,5; [Н2] = 0,5; [С6Н12] = 1,3
2 СО + O2 = 2 CO2 [CO] = 0,7; [O2] = 0,45; [CO2] = 0,3
2О + O2 = 2Н2О2 [H2O] = 1,2; [О2] = 0,35; [H2О2] = 0,75
4 NH3 + 5 О2 = 4 NO + 6 H2O [NH3]=0,07; [О2] = 1,1; [NO] = 0,02; [H2О] = 0,1
N2 + 3Н2 = 2NН3 [N2] = 2,04, [Н2] = 0,32, [NH3]=1,08

 

Задача 14. Объемный состав реакционной смеси приведен в таблице. Найдите Кр и Кс реакции, если общее давление в системе при температуре Т равно р.

Вариант Реакция Объемный состав, % t, 0C р, Па
А В С D
A + 3B = C + 2D
2A + B = 2C + D
4A + B = 2C + 2D
A + 2B = 2C +D
4A + 2B = 2C + 2D
2A + 2B = 4C + D
A + 3B = 2C + 2D
2A + 3B = 2C + D
4A + 5B = 4C + D
3A + B = 2C + D
3A + 2 B = 2C + 2D
3A + B = C + 2D
3A + 2 B = C + 2D
A + 2B = C + 2D
4A + B = 3C + D
3A + 2 B = 2C + D
4A + 2B = 2C + 3D
2A + B = 2C + 2D
4A + B = 3C + D
A + B = 2C + D
A + 2B = C + 2D
A + 3B = C + 2D
2A + 2B = 4C + D
4A + 5B = 4C + D
3A + 2 B = 2C + 2D
A + 2B = 2C +D
3A + B = C + 2D
2A + B = 2C + D
4A + 2B = 2C + 3D
A + 3B = 2C + 2D

 






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2017 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.