итоговые. Задача из раздела 1 1

• Название: Задача из раздела 1 1
• Дата: 11.12.2020
• Размер: 19.7 Kb.
• Имя файла: итоговые.docx
• Тип: Задача; #159429

Задача из раздела 2.1.1 №1

1. Из каких основных стадий состоит химико-технологический процесс? В каких стадиях химико- технологического процесса участвуют химические реакции?

Химико-технологический процесс представляет собой совокупность операций, позволяющих получить целевой продукт из исходного сырья.

Химико-технологический процесс включает три основные стадии:

• 
  подготовка исходных реагентов к проведению химической реакции;
  
• 
  химическое взаимодействие;
  
• 
  разделение смеси продуктов (целевых, побочных, попутных) и непрореагировавших реагентов.
  

На первой стадии – проводят операции, необходимые для подготовки исходных реагентов к проведению химической реакции:

• 
  реагенты нагревают, поскольку скорость химических реакций сильно зависит от температуры;
  
• 
  газообразное сырьё подвергают компримированию до определённого давления с целью повышения эффективности процесса и уменьшения размеров аппаратуры;
  
• 
  исходное сырьё подвергают очистке от посторонних примесей методами, основанными на различии физических свойств (растворимость в различных растворителях, плотность, температуры конденсации и кристаллизации и т. д.). Используются и химические методы очистки, основанные на химических реакциях, в результате которых ненужные примеси превращаются в легко отделимые вещества.
  

На второй стадии - подготовленные реагенты подвергают химическому взаимодействию, в большинстве случаев, состоящему из нескольких этапов (промежуточных стадий). Например, при производстве серной кислоты:

• 
  диоксид серы частично окисляют до триоксида 2SO2 +O2 = 2SO3;
  
• 
  охлаждают реакционную смесь;
  
• 
  извлекают триоксид серы методом адсорбции и т.д.
  

В результате химических реакций получают смесь продуктов (целевых, побочных, попутных) и непрореагировавших продуктов. Именно во второй стадии непосредственно участвуют химические реакции.
На третьей стадии - проводят разделение этой смеси путём фильтрования, центрофугирования, ректификации, адсорбции и т.д., применяя гидромеханические, тепло- и массообменные процессы.

Продукты реакции направляют на склад готовой продукции или на дальнейшую переработку. Непрореагировавшее сырьё вновь используют в процессе, организуя его рецикл.

На всех этих этапах, а особенно на заключительных, проводят переработку вторичных материальных и энергетических ресурсов. Потоки газообразных и жидких веществ, попадающих в окружающую среду, подвергают очистке и обезвреживанию от опасных примесей. Твёрдые отходы либо направляют на дальнейшую переработку, либо размещают для хранения в безопасных для окружающей среды условиях.

Задача из раздела 2.2.2 №5

2. Рассчитайте константу равновесия для реакции: СО₂ + С = 2CO.

Если известно, что для СО2 = -394572 и для СО = -137334 Дж/моль.


Решение:

Рассчитаем энергию Гиббса для всей реакции:

Если реакция протекаетв стандартных условиях при температуре 298К, расчёт её энергии Гиббса (стандартной энергии Гиббса реакции) можно производить аналогично расчёту стандартной теплоты реакции. Для нашей реакции формула имеет вид:

ΔG^°₂₉₈ = (ΔG^°₂₉₈, o6p) - (ΔG⁰₂₉₈, пр);

2 = 119,904 кДж/моль

Константа химического равновесия зависит от природы реагентов, от температуры и связана с изменением стандартной энергии Гиббса G° химической реакции уравнением:

;

Отсюда находим,

, где R = 8,31 (газовая постоянная), Т = 298К.

-0,0484

0,952

Ответ: Константа равновесия для реакции: СО₂ + С = 2CO, 0,952

Задача из раздела 2.3.1 №4

Что такое частный порядок реакции по компоненту J? Как взаимосвязаны частные порядки по разным компонентам и общий порядок реакции?

Кинетическое уравнение необратимой элементарной реакции

aA + bB → rR +sS

в соответствии с первым постулатом, основанном на законе действующих масс, имеет вид:

; (1.1)

Коэффициент пропорциональности k, входящий в кинетическое уравнение (1.1) носит название константы скорости химической реакции. Целочисленные показатели степени a и b у концентраций реагентов А и В в кинетическом уравнении (1.1) для элементарной реакции называются частными порядками реакции по реагентам соответственно А и В, их сумма a+b=n общим порядком реакции.

Если реакция описывается стехиометрическим уравнением (1)

aA + bB = rR + sS, (I)

Характеризуется различающимися частными порядками по компонентам А и В, наибольшее влияние на скорость реакции будет оказывать изменение концентрации реагента, имеющего больший частный порядок. Например, если кинетическое уравнение реакции, в которой участвуют два реагента, имеет вид , то увеличение концентрации реагента А в 2 раза вызовет рост скорости в 4 раза, а двукратное повышение концентрации реагента В приведёт к возрастанию скорости лишь в 1,19 раза