Question

Добрый вечер! Как использовать в решении условия а) и б)? С чего начать? Рассчитать тепловой эффект следующей реакции СО + 1/2O2 = СО2 при температуре 2000 К: а) при V=const и б) при p=const. Тепловой эффект реакции при 298 К и p=const равен -282,98 кДж/моль. Теплоемкости в Дж/моль*К соответственно зависят от температуры : Сp (CO) = 28,41 + 4,10*10^(-3) *Т – 0,46*10^5 Т^(-2) Сp (CO2) = 44,14 + 9,04*10^(-3) *Т -8,54*10^5 Т^(-2) Сp (O2) =31,46 + 3,39*10^(-3) *Т - 3,77*10^5 Т^(-2)

Answer 1

Ловите решение. Применяем уравнение Кирхгофа в интегральной форме, рассчитываем по нему тепловой эффект при постоянном давлении, затем находим изобарный тепловой эффект.

Answer 2

Добрый вечер! Для расчета теплового эффекта реакции при разных условиях (а) и (б), вы можете использовать первый закон термодинамики, который гласит, что изменение внутренней энергии системы равно сумме теплового эффекта и работы:

ΔU = q - W

где ΔU - изменение внутренней энергии системы, q - тепловой эффект реакции, а W - работа.

Подразумевается, что в случае (а) объем (V) остается постоянным, а в случае (б) давление (p) остается постоянным.

Для расчета теплового эффекта (q) при разных условиях, вы можете использовать следующее уравнение:

q = ΔU + W

Тепловой эффект при постоянном объеме (а): В данном случае, ΔU = ΔH (из-за того, что объем постоянен) и W = 0, так как объем не меняется. Таким образом, q = ΔH.

Тепловой эффект при постоянном давлении (б): В данном случае, q = ΔU + ΔnRT, где Δn - изменение числа молей газов в реакции, R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/моль∙К), T - температура в Кельвинах.

Теперь давайте приступим к расчетам:

а) При V = const: ΔH = ΔU = ΔU_CO2 - ΔU_CO - (1/2)ΔU_O2

Вычислим изменения внутренней энергии для каждого компонента:

ΔU_CO2 = ∫(Cp_CO2 dT) от T_1 до T_2, где T_1 = 298 К, T_2 = 2000 К ΔU_CO = ∫(Cp_CO dT) от T_1 до T_2 ΔU_O2 = ∫(Cp_O2 dT) от T_1 до T_2

Используя уравнения Cp(T) для каждого компонента и интегрирование, вы найдете ΔU_CO2, ΔU_CO и ΔU_O2 при указанных температурах. Затем просто вычислите ΔH по формуле выше.

б) При p = const: ΔH = q = ΔU + ΔnRT

Здесь Δn - изменение числа молей газов в реакции, которое можно вычислить из уравнения реакции (1 моль CO и 1/2 моль O2 переходят в 1 моль CO2, следовательно Δn = 1 - 1/2 = 1/2 моль).

Теперь вычислите ΔU_CO2, ΔU_CO и ΔU_O2 при начальной температуре (298 K) и затем используйте уравнение ΔH = q для расчета теплового эффекта при постоянном давлении.