сроп. ФКХ+СРО+doc+(2). Общие рекомендации по выполнению самостоятельной работы обучающегося

• Название: Общие рекомендации по выполнению самостоятельной работы обучающегося
• Дата: 07.02.2022
• Размер: 0.82 Mb.
• Имя файла: ФКХ+СРО+doc+(2).doc
• Тип: Самостоятельная работа; #353959
• страница: 1 из 7

1 ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ
Важной формой обучения студента дневного отделения является самостоятельная работа над учебным материалом, включающая изучение учебного материала по лекциям, учебникам, выполнению практических расчётов по разделам курса. Особую роль играет выполнение расчётов, заключающееся в решении задач. Самостоятельное решение задач по разделам курса способствует лучшему усвоению программного учебного материала.

Объём самостоятельной работы включает решение 10 задач по основным разделам курса. Если преподаватель не выдаёт персонально каждому студенту задания на самостоятельную работу, то каждый студент решает задачи последняя цифра номера которых совпадает с последним номером зачётной книжки.

Например, номер зачетной книжки студента 13348. Тогда студент решает все задачи, номер которых заканчивается цифрой 8 (2.1.8; 2.2.8; 2.3.8; 2.4.8, 2.5.8, 2.6.8; 2.7.1.8, 2.7.2.8, 2.8.8; 2.9.8).

При выполнении самостоятельной работы необходимо придерживаться следующих требований:

- оформление самостоятельной работы допускается как в компьютерном варианте, так и в рукописном (в тетради);

- на титульном листе должны быть написаны название дисциплины, индекс группы и номер зачётной книжки и ФИО студента;

- решение задач располагать в порядке возрастания номеров;

- перед решением задач ОБЯЗАТЕЛЬНО вписать её условие;

- при решении задач необходимо дать краткие пояснении, указывать основные законы и формулы, а которых базируется решение задач, раскрывать физический смысл обозначений, входящих в формулы, следить

за соблюдением размерностей употребляемых величин, пользоваться международной системой единиц (СИ).

Зачёт по выполненной самостоятельной работе студент получает после собеседования с преподавателем,

Студент, не выполнивший полный объём самостоятельной работы, к экзамену не допускается.

2 СОДЕРЖАНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО РАЗДЕЛАМ КУРСА
2.1 Закон Гесса
2.1.1 Рассчитать тепловой эффект химической реакции
3TiO₂ + 4Al = 3Ti + 2Al₂O₃
при 298 К, если известны тепловые эффекты образования TiO₂ и Al₂O₃ соответственно равны ΔH ( TiO₂) = - 944,75 кДж/моль и ΔH ( Al₂O₃) =- 1675,69 кДж/моль.

2.1.2 Образование магнетита при конвертировании штейнов протекает по реакции
3FeS + 5O₂ = Fe₃O₄ + 3SO₂
Рассчитать тепловой эффект реакции образования магнетита, при 298 К, если тепловой эффект реакции при 298 К составляет ΔH = -1593,45 кДж, а а тепловые эффекты реакций образования FeS и SO₂ соответственно равны ΔH ( FeS) = - 10,42 кДж/моль и ΔH ( SO₂) = - 296,90 кДж/моль.

2.1.3 Разложение магнетита в процессе отражательной плавки медных концентратов на штейн протекает по уравнению
3Fe₃O₄ + FeS + SiO₂ = 5(2FeО∙ SiO₂) + SO₂
Определить тепловой эффект реакции образования 2FeО∙ SiO₂ при 298 К, если тепловой эффект реакции составляет ΔH = -2256,41 кДж , а тепловые эффекты реакций образования других участников реакции составляют ΔH ( FeS) = - 100,42 кДж/моль и ΔH ( SO₂) = - 296,90 кДж/моль, ΔH ( Fe₃О₄) = - 1117,13 кДж/моль и ΔH ( SiO₂) = - 910,94 кДж/моль.

2.1.4 В верхней зоне восстановления свинцовой шахтной плавки протекает реакция восстановление PbSO₄ по уравнению
PbSO₄ + 4СО = PbS + 4СО₂

Определить тепловой эффект реакции при 298 К, если известны тепловые эффекты реакций образования участников реакции ΔH ( PbSO₄) = - 920,48 кДж/моль и ΔH ( PbS) = - 100,42 кДж/моль, ΔH (СО) = - 110,53 кДж/моль и ΔH ( СО₂) = - 296,90 кДж/моль.

2.1.5 При окислительном обжиге сульфидных цинковых концентратов в печи кипящего слоя протекает основная химическая реакция
2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂

Определить тепловой эффект химической реакции при 298 К, если известны тепловые эффекты реакций образования участников реакции

ΔH ( ZnS) = - 205,18 кДж/моль, ΔH ( ZnO) = - 346,11 кДж/моль и ΔH ( SO₂) = - 296,90 кДж/моль.

2.1.6 В условиях шахтной плавки окисленных никелевых руд на штейн, когда в качестве сульфидизатора используется СaSO₄, возможно протекание реакции
3СaSO₄ + СaS = 4СаО + 4SO₂
Определить тепловой эффект приведённой химической реакции, если известны тепловые эффекты реакций образования участников реакции

ΔH ( СaSO₄) = - 1436,20 кДж/моль, ΔH ( СaS) = - 476,90 кДж/моль и ΔH ( СаО) = - 635,09 кДж/моль, ΔH ( SO₂) = - 296,90 кДж/моль.

2 1.7 Определить тепловой эффект химической реакции
2NaAlO₂ + CO₂ +3Н₂О = 2Al(OH)₃ + Na₂CO₃ (1)
если известны тепловые эффекты реакций
2Al(OH)₃ + NaOH = NaAlO₂ + Н₂О ΔH = - 462,21 кДж (2)
2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + Н₂О ΔH = - 189,62 кДж (3)
2 1.8 Определить тепловой эффект химической реакции
2Cu₂S + 5O₂ = 2CuO + 2CuSO₄ (1)
если известны тепловые эффекты реакций
Cu₂S + 2O₂ = 2CuO + SO₂ ΔH = - 379,45 кДж (2)
6CuO + 5SO₂ = Cu₂S + 4CuSO₄ ΔH = - 806,61 кДж (3)
2 1.9 Определить тепловой эффект химической реакции
Fe₂O₃ + CO = 2FeO + CO₂ (1)
если известны тепловые эффекты реакций
3Fe₂O₃ + CO = 2Fe₃O₄ + CO₂ ΔH = - 150,92 кДж (2)
3FeO + CO₂ = Fe₃O₄ + CO ΔH = - 39,62 кДж (3)


2.1.10 Определить тепловой эффект химической реакции
Na₂CO₃ = Na₂O + CO₂ (1)
если известны тепловые эффекты реакций
Na₂CO₃+ SiO₂ = Na₂SiO₃ + CO₂ ΔH = -86,82кДж (2)
Na₂O + SiO₂ = Na₂SiO₃ ΔH = - 232,51 кДж (3)

2.2 Зависимость теплового эффекта химической реакции от температуры
2.2.1 Рассчитать зависимость теплового эффекта химической реакции термического разложения ковеллина
4CuS = 2Cu₂S + S₂
oт температуры, если известен тепловой эффект реакции ΔН = 81,9 кДж и зависимости теплоёмкостей (Дж/(моль∙К) участников реакции от температуры

С_Р(S₂) = 30,11 + 1,09∙10^-3T – 3,56∙10⁵T^-2

С_Р(CuS) = 39,25 + 130,54∙10^-3T

С_РCu₂S) = 44,35 + 11,05∙10^-3T

2.2.2 В процессе конвертирования медных штейнов сульфид железа окисляется кислородом воздуха по реакции
2FeS + 3O₂ = 2FeO + 2SO₂
Рассчитать зависимость теплового эффекта химической реакции oт температуры, если известен тепловой эффект реакции ΔН = - 1845,32 кДж и зависимости теплоёмкостей (Дж/(моль∙К) участников реакции от температуры

С_Р(FeS) = 50,42 + 11,42∙10^-3T

С_Р(O₂) = 31,45 + 3,39∙10^-3T – 3,77∙10⁵T^-2

С_Р(FeO) = 50,80 + 8,61∙10^-3T – 3,31∙10⁵T^-2

С_Р(SO₂) = 46,19 +7,87∙10^-3T – 7,7∙10⁵T^-2

2.2.3 В процессе восстановительного рафинирования меди «дразнением» протекает химическая реакция
4Сu₂O + CH₄ = 8Cu + CO₂ + 2H₂O
Рассчитать зависимость теплового эффекта химической реакции oт температуры, если известен тепловой эффект реакции ΔН = -109,58 кДж и зависимости теплоёмкостей (Дж/(моль∙К) участников реакции от температуры

С_Р(Cu₂O) = 56,57 + 29,29∙10^-3T

С_Р(Cu) = 22,64 + 6,28∙10^-3T

С_Р(CH₄) = 14,32 + 74,66∙10^-3T – 174,7∙10⁵T^-2

С_Р(CO₂) = 44,14 + 9,04∙10^-3T – 8,54∙10⁵T^-2

С_Р(H₂O) = 30,00 +10,71∙10^-3T – 0,33∙10⁵T^-2

2.2.4 Раcсчитать тепловой эффект реакции
СО₂ + С = 2СО

если известны тепловые эффекты образования участников реакции и зависимость их теплоёмкостей (Дж/(моль∙К) от температуры

ΔН (СО)= -110,53 кДж/моль; ΔН (СО₂)= -393,51 кДж/моль
С_Р(CО) = 28,41 + 4,1∙10^-3T – 0,4∙10⁵T^-2

С_Р(CO₂) = 44,14 + 9,04∙10^-3T – 8,54∙10⁵T^-2

С_Р(С) = 16,86 +9,04∙10^-3T

2.2.5 При спекании красного шлама, образующегося при производстве глинозёма по способу Байера, оксид железа (III) частично перерводится в феррит кальция по реакции
Fe₂O₃ + 2CaO = 2CaO∙Fe₂O₃
Определить тепловой эффект реакции при 1100^оС, если известны тепловые эффекты образования участников реакции и зависимость их теплоёмкостей (Дж/(моль∙К) от температуры

ΔН ( Fe₂O₃)= -110,53 кДж/моль; ΔН ( CaO)= -393,51 кДж/моль;

ΔН (2CaO∙Fe₂O₃)= -393,51 кДж/моль
С_Р(Fe₂O₃) = 97.74 + 72,13^-3T – 12,89∙10⁵T^-2

С_Р(CaO) = 49,62 + 4,52∙10^-3T – 6,95∙10⁵T^-2

С_Р(2CaO∙Fe₂O₃) = 248.6 – 48,87∙10^-3T
2.2.6^* В процессе хлорирования титановых шлаков в хлораторе протекает химическая реакция

TiO₂ + C + 2Cl₂ = TiCl₄ + CO₂
Рассчитать тепловой эффект химической реакции при температуре 900^оС.

2.2.7* В процессe вельцевания цинковых кеков сульфат цинка способен реагировать с углеродом кокса по реакции

ZnSO₄ + 2C = ZnS + 2CO₂
Рассчитать тепловой эффект химической реакции при температуре 1100^оС.

2.2.8^* В процессе вельцевания цинковых кеков сульфат свинца способен реагировать с углеродом кокса по реакции
PbSO₄ + 2C = PbS + 2CO₂

Рассчитать тепловой эффект химической реакции при температуре 1100^оС.

2.2.9^* При плавке свинцового агломерата в шахтной печи восстановление высшего оксида железа протекает по реакции
3Fe₂O₃ +CO =2Fe₃O₄+ CO₂

Рассчитать тепловой эффект химической реакции при температуре 1100^оС.

2.2.10^* Окисление сульфида свинца в процессе агломерационного обжига свинцового концентрата протекает по реакции
2PbS + 3O₂ = 2PbO + 2SO₂

Рассчитать тепловой эффект химической реакции при температуре 1100^оС.

2.3 Фазовые превращения
2.3.1 Зависимость давления насыщенного пара от температуры над жидким цинком определяется уравнением

lnP = - - 1,1261lnT + 32,48

Определить зависимость теплового эффекта процесса испарения цинка от температуры и тепловой эффект процесса испарения при температуре 527^оС.

2.3.2 Зависимость давления насыщенного пара от температуры над жидким AgCl определяется уравнением
lnP = - - 2,551lnT + 45,09

Определить зависимость теплового эффекта процесса испарения цинка от температуры и тепловой эффект процесса испарения при температуре 727^оС.

2.3.3 Зависимость давления насыщенного пара от температуры над твёрдым и жидким шестифтористым ураном определяется уравнениями
lnP_тв. = - + 29,39

lnP_жид.. = - + 22,23
Рассчитать температуру плавления шестифтористого урана и давление насышенного пара при этой температуре.
* Для решения задач, помеченных звёздочкой, воспользоваться справочными данными из приложения А

2.3.4 Зависимость давления насыщенного пара от температуры над твёрдым и жидким цинком определяется уравнениями, соответсьвенно
lnP_тв. = - + 26,23

lnP_жид.. = - + 24,99
Рассчитать температуру плавления шестифтористого урана и определить давление насыщенного пара при этой температуре.

2.3.5 Давление насыщенного пара над твёрдым германием в зависимости от температуры приведено в таблице 2.1
Таблица 2.1 - Давление насыщенного пара над твёрдым германием

T, K	873	903	943	873	1023
P, Па	67	227	1013	2866	14023

Вывести уравнение зависимости давления насыщенного пара от температуры над твёрдым германием и графическим способом рассчитать тепловой эффект процесса испарения в приведённом интервале температур.

2.3.6 Давление насыщенного пара над жидким висмутом в зависимости от температуры приведено в таблице 2.2
Таблица 2.2 - Давление насыщенного пара над жидким висмутом

T, K	873	883	893	903	913
P, Па	0,078	0,108	0,148	0,2	0,269

Вывести уравнение зависимости давления насыщенного пара от температуры над жидким висмутом и графическим способом рассчитать тепловой эффект процесса испарения в приведённом интервале температур.

2.3.7 Давление насыщенного пара над жидким алюминием в зависимости от температуры приведено в таблице 2.3
Таблица 2.3 - Давление насыщенного пара над твёрдым германием

T, K	1734	1974	2093	2237
P, Па	89	133	3985	13333

Вывести уравнение зависимости давления насыщенного пара от температуры над жидким алюминием и графическим способом рассчитать тепловой эффект процесса испарения в приведённом интервале температур

2.3.8 Давление насыщенного пара над жидким магнием в зависимости от температуры приведено в таблице 2.4

Таблица 2.4 - Давление насыщенного пара над жидким магнием

T, K	980	1000	1020	1040	1060
P, Па	1078	1462	1965	2813	3437

Вывести уравнение зависимости давления насыщенного пара от температуры над жидким магнием и графическим способом рассчитать тепловой эффект процесса испарения в приведённом интервале температур.

2.3.9 Зависимость теплового эффекта процесса испарения жидкого цинка от температуры выражается уравнением
ΔН = 127779 – 9,39Т
Определить давление насыщенного пара цинка при температуре 900^оС, если жидкий цинк кипит при температуре 906^оС при давлении 101325 Па.

2.3.10 Зависимость теплового эффекта процесса испарения жидкой сурьмы от температуры выражается уравнением
ΔН = 210874 – 9,12Т
Определить давление насыщенного пара сурьмы при температуре 1100^оС, если при температуре 900^оС давление насыщенного пара сурьмы составляет 745 Па.