Материал: 1488

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл. 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

3

4

5

6

 

 

Li2TiO3

 

 

1670,8

91,76

138,74

17,24

29,20

 

 

MgO

 

 

602,11

26,8

42,61

7,28

-6,20

 

 

MgO SiO2

 

1549,87

67,81

102,77

19,84

-26,08

 

 

2MgO SiО2

2178,94

95,02

140,9

27,38

-35,66

 

 

MgTiO3

 

 

1573,52

74,51

118,42

13,73

-27,33

 

 

MgTi2O5

 

 

2510,76

127,25

170,29

38,51

-30,77

 

 

MgAl2O2

 

 

2299,3

80,7

154,19

26,81

40,98

 

 

MgFe2O4

 

 

1429,7

123,8

88,12

186,52

0

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

MnO

 

 

385,11

60,28

46,51

8,12

-3,68

 

 

MnO SiO2

 

1321,31

89,16

110,59

16,24

-25,79

 

С

 

 

 

 

 

 

 

2MnO SiО

1731,12

132,28

157,48

24,91

-28,71

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

MnAl2O4

 

 

2098,3

129,7

153,09

25,86

32,22

 

 

MnFe2O4

 

 

1226,3

146,4

144,77

85,94

18,54

 

2

 

2

б

 

 

 

 

 

MnTiO3

 

 

1358,5

104,6

121,67

9,29

21,88

 

 

Mn2TiO4

 

 

1799,7

170,3

168,15

17,41

25,56

 

 

N2 (г)

 

 

0

191,5

27,87

4,27

-

 

 

NH3 (г)

 

 

-45,94

192,66

29,80

25,48

-1,67

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

NO (г)

 

 

91,26

210,64

29,86

3,85

-0,59

 

 

Na2O

 

 

416,09

72,84

64,46

22,6

-

 

 

Na O SiO

 

 

1559,7

113,86

130,35

40,18

-27,08

 

 

Na2O 2SiO2

2475,39

164,93

185,77

70,58

-44,66

 

 

Na2TiO3

 

 

1592,0

121,8

105,35

86,69

0

 

 

Na2O 3SiO2

3390,45

216,0

202,97

111,72

-20,85

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

O2 (г)

 

 

0

205,03

31,46

3,39

-3,77

 

 

PbO

 

 

219,34

65,3

44,38

16,74

-

 

 

PbO SiO2

 

 

1151,02

109,67

77,44

60,28

-

 

 

4PbO SiO2

1805,0

324,84

222,78

87,49

-16,91

 

 

CO (г)

 

 

110,5

197,4

28,41

4,10

-0,46

 

 

 

2

 

3

 

 

И

 

 

CO2 (г)

 

 

393,51

213,66

44,14

9,04

-8,54

 

 

SiO2 (кр. β-кварц)

911,58

41,86

46,96

34,32

-11,30

 

 

CaO

 

 

635,85

39,77

48,85

4,53

-6,53

 

 

3CaO Al2O3

3558,1

205,53

260,7

19,17

-50,11

 

 

12CaO 7Al2O3

19383,24

1045,24

1264,0

274,18

-231,49

 

 

2CaO B2O3

2727,6

145,25

183,14

48,14

-44,75

 

 

3CaO B O

 

3422,89

183,77

236,72

33,62

-54,5

 

 

CaO SiO2

 

 

1636,52

82,04

111,51

15,07

-27,29

 

 

3CaO 2SiO2

3826,17

210,97

267,9

37,88

-69,49

 

 

CaFe2O4

 

 

1541,0

145,35

138,7

82,34

21,80

 

 

Ca2Fe2O5

 

 

2139,3

188,78

183,3

86,86

28,74

 

 

CaTiO3

 

 

1660,6

93,7

127,49

5,09

27,99

 

 

Ca3Ti2O7

 

 

3950,1

234,7

299,24

15,9

57,24

 

 

CuO

 

 

157,03

42,63

43,83

16,76

5,88

 

6

Окончание табл. 3

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

4

 

 

5

 

 

6

 

 

CuFeO2

 

 

592,6

 

 

88,7

 

95,6

 

10,63

 

 

16,65

 

 

CuFe2O4

 

 

959,0

 

 

141,0

 

138,62

 

119,41

 

 

22,76

 

 

FeO

 

 

 

 

266,65

 

 

59,44

 

51,82

 

-6,78

 

 

-1,59

 

 

Fe2O3

 

 

822,55

 

 

89,99

 

98,38

 

77,85

 

 

-14,87

 

 

FeO SiO2

 

 

1207,03

 

 

96,28

 

158,4

 

17,00

 

 

-27,30

 

 

2FeO SiO2

 

 

1500,05

 

 

145,25

 

152,83

 

39,18

 

 

-28,04

 

 

Н2 (г)

 

 

0

 

 

 

130,52

 

27,28

 

3,26

 

 

0,50

 

 

Н2О (г)

 

 

241,81

 

 

188,72

 

30,00

 

10,71

 

 

0,33

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SrO

 

 

 

 

590,64

 

 

54,42

 

51,65

 

4,69

 

 

-7,56

 

 

SrO

SiO2

 

 

1632,92

 

 

94,19

 

112,02

 

19,21

 

 

-30,31

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3SrO SiO

 

971,6

 

 

205,11

 

196,82

 

35,29

 

 

-34,07

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SrTiO3

 

 

1884,5

 

 

108,8

 

118,11

 

7,36

 

 

19,5

 

 

Sr2TiO4

 

 

2311,7

 

 

159,0

 

160,87

 

16,07

 

 

19,54

 

 

TiO2

 

 

 

 

943,94

 

 

50,23

 

75,22

 

1,17

 

 

-18,21

 

 

NaAlSi3O8

 

 

3934,0

 

 

207,21

 

274,14

 

43,86

 

 

79,29

 

 

NaAlSiO4

 

 

2109,7

 

 

123,9

 

-

 

 

-

 

 

-

 

 

Na2O 3CaO 6SiO2

 

 

8367,7

 

 

462,13

 

461,7

 

176,35

 

 

-48,43

 

 

Na2O 2CaO 3SiO2

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

4828,1

 

 

287,8

 

279,7

 

162,2

 

 

12,14

 

 

SrO MgO 2SiO2

 

 

3182,7

 

 

162,0

 

245,5

 

9,92

 

 

64,13

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3SrO MgO 4SiO 6448,7 350,3

 

433,3

 

89,6

 

 

-94,5

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4

 

 

Термодинамические величины для органических веществ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 4

 

 

 

0

 

 

 

0

 

Дж

 

 

 

 

 

 

H 298,

 

 

S 298,

 

Теплоемкость Cp,

/(моль К)

 

 

Вещество

 

кДж/моль

 

Дж/(моль·К)

 

 

Коэффициенты уравнения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ср= а + bТ + cТ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

b 103

 

 

с 106

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

CH4(г)

 

-74,85

 

186,19

 

14,32

 

 

74,66

 

 

-17,43

 

 

C H (г)

 

52,30

 

219,45

 

11,32

 

 

122,01

 

 

-37,90

 

 

C2H6(г)

 

-84,67

 

229,5

 

5,75

 

 

175,11

 

 

-57,85

 

 

C3H6(г)

 

20,41

 

266,94

 

12,44

 

 

188,38

 

 

-47,60

 

 

C3H8(г)

 

-103,90

 

269,91

 

1,72

 

 

270,75

 

 

-94,48

 

 

н-C4H10(г)

 

-126,15

 

310,12

 

18,23

 

 

303,56

 

 

-92,65

 

7

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

2.1. Основные понятия и определения химической термодинамики

СХим ческая термод намика изучает изменение энергии в результате процессов в с стеме, пр водящих к изменению её состава и физикохимическ х свойств.

Термодинамика изучает законы взаимных превращений различных видов энергии, связанных с переходами энергии между телами в форме

теплоты работы. Обычно она изучает только макроскопические систе-

мы.

Хим ческая термод намика представляет важнейший раздел физи-

Гесса и КирхгофаУчебный, их применение для расчетов тепловых эффектов; второй закон термодинамики, его статистический характер; применение эн-

ческой х м . Объектами изучения химической термодинамики являются тепловые балансы ф з ко-химических процессов, фазовые и химические

равновес я.

 

по химической термодинамике включает:

материал

 

первый закон термод намики; взаимосвязь теплоты, работы и изменения

внутренней энерг

в различных термодинамических процессах; законы

тропии и термодинамических потенциалов как критериев равновесия и

направления самопроизвольных процессов.

 

 

Д

Рассмотрим основные понятия и определения химической термоди-

намики.

А

Термодинамическая система – это любой изучаемый макроскопиче-

ский материальный объект, отделённый от внешней (окружающей) среды

реальной или воображаемой границей.

И

Типы термодинамических систем:

 

а) закрытая

(замкнутая) система отличается постоянством общей

массы, она не обменивается с внешней средой веществом. Обмен энергией в форме теплоты, излучения или работы возможен;

б) открытая система обменивается энергией и веществом с внешней средой;

в) изолированная система не обменивается энергией (теплотой или работой) и веществом с внешней средой и имеет постоянный объём;

г) адиабатически-изолированная система лишена возможности только теплообмена с внешней средой, она может быть связана с внешней средой работой, получаемой от неё и совершаемой над ней.

Параметры состояния системы – это любые измеряемые макро-

скопические характеристики состояния системы. Различают:

8

-интенсивные параметры – параметры, не зависящие от массы (температура T, давление р);

-экстенсивные параметры (ёмкостные) – параметры, пропорциональные массе вещества (объем V, теплоемкость C, масса m). Экстенсивные параметры станут интенсивными, если их отнести к единице массы вещества (удельный объем Vуд, плотность).

Термодинамический процесс – это всякое изменение в системе, связанное с изменением хотя бы одного из термодинамических параметров.

Изменен е вследств е химического превращения называется хими-

ческой реакц ей.

 

 

Виды процессов:

1.

T = const –

зотерм ческий или изотермный.

С

2.

P = const –

зо ар ческий или изобарный.

3.

V = const –

зохор ческий или изохорный.

4. Q = const – ад а ат ческий или адиабатный.

Круговым (ц кл ческим) процессом или циклом называется про-

цесс, в течен

е которого

изменяла свои свойства и в конце кото-

система

 

рого вернулась к сходному состоянию.

Обрат

процесс – это идеальное понятие. Он протекает как в

прямом, так

в обратном направлении без изменения работоспособности

системы. Обратимыйпроцесс протекает бесконечно медленно через одну

и ту же последовательность состояния равновесия в обоих направлениях,

чтобы после возвращенияАсистемы в первоначальное состояние ни в окружающей среде, ни в самой системе не было никаких изменений. В обратимых процессах совершается максимальная работа.

При необратимом процессе возвращение системы в исходное состояние связано с изменением состояния внешней среды. Поэтому затрата работы на обратный процесс (возвращение в исходное состояние) значи-

зависит только от начального и конечного состояний системы и не зависит от пути процесса (внутренняя энергия U, энтальпия H, энергия Гиббса G, энергия Гельмгольца F, энтропия S, химический потенциал μ).

тельно больше работы прямого процесса.

 

Д

Функция состояния системы – это параметр, изменение которого

 

И

Равновесное состояние системы – это состояние, при котором тер-

модинамические параметры не изменяются со временем и сохраняют одинаковые значения в каждой фазе; при этом энергия системы минимальна. Неравновесное состояние системы – это состояние, при котором термодинамические параметры изменяются со временем.

9

2.2. Первый закон термодинамики

Внутренняя энергия U – это общий запас энергии системы, который складывается из энергии движения и взаимодействия молекул, ядер и электронов в атомах, т. е. всех видов энергии системы, кроме кинетической энергии системы как целого, и её потенциальной энергии положения. Абсолютную величину U определить невозможно, можно определить только её изменение ∆U. Внутренняя энергия зависит от природы вещества, Т, р, агрегатного состояния и др. U – это функция состояния системы.

Другая функц я состояния системы это энтальпия Н. H = U+pV,

где pV – работа расш рен я. Энтальпию называют энергией расширенной

системы ли теплосодержанием системы. Абсолютное значение H опре-

С

 

 

делить невозможно.

 

 

Для оп сан

процессов, протекающих при V = const, используется

∆U. Для оп сан я процессов, протекающих при P = const, используется

∆H. Разн ца между ∆U

∆H значительна для систем, содержащих веще-

ства в газообразном

 

. Для конденсированных, особенно кри-

состоянии

 

сталлическ х состоян й, разница между ∆U и ∆H относительно невелика.

Теплота

ра ота – это формы передачи энергии, величины кото-

рых характеризуют процесс и зависят от пути процесса; они функции

процесса.

б

 

 

 

 

Теплота Q – это неупорядоченная форма передачи энергии. Она все-

гда связана с тепловымА(хаотическим) движением частиц. Теплота внутри системы считается положительнойД(Q > 0), если тепло поглощается системой (эндотермический процесс). Теплота внутри системы отрицательна (Q < 0), если тепло выделяется системой (экзотермический процесс).

Тепловой эффект Q это изменение теплоты в окружающей систему среде (теплота, которая выделяется в окружающую среду из системы или поглощается из окружающей среды системой) в результате процесса. При этом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∆Q > 0

Q < 0

(эндотермический процесс);

 

 

 

 

 

 

 

 

∆Q < 0

Q > 0

(экзотермический процесс).

 

 

 

 

 

 

 

 

И

То есть

Q Q

 

 

 

 

 

 

 

, теплота и тепловой эффект различаются по знаку.

Работа А это упорядоченная форма передачи энергии. Работа считается положительной (A > 0), если она совершается системой против внешних сил (например, расширение газа), и работа отрицательна (A < 0), если она производится внешними силами над системой (например, сжатие

 

 

p V ,

 

 

 

газа). Работа представляет сумму

A A

здесь

это полезная

 

 

A

работа (работа против гравитационных, электрических и других сил, не

10