Вариант №7

Содержание
Исходные данные
Вычисление статистических сумм
2. Вращательная статистическая сумма:
3. Колебательная статистическая сумма
4. Электронная статистическая сумма
Вычисление энтропий
1. Поступательная
2, Вращательная
3, Колебательная
4, Электронная
Вычисление изобарных молярных теплоемкостей
1. Поступательная теплоемкость
2. Вращательная теплоемкость
3. Колебательная теплоемкость
4. Электронная теплоемкость
Вычисление значений функций (Н – Н0)Т и (G – H0)T
1. Поступательная составляющая
2. Вращательная составляющая
4. Электронная составляющая
Вычисление изменения значений функций (Н – Н0)Т и (G – H0)T и
теплового эффекта реакции ?НТ0
Вычисление константы равновесия реакции
Вычисление константы равновесного выхода реакции
Построение графиков изменения термодинамических функций
системы
Зависимость изменения энтропии реакции от температуры
Зависимость изобарных теплоемкостей веществ, участвующих в
реакции, и изменение изобарной теплоемкости от температуры
Зависимость теплового эффекта реакции от температуры
Зависимость константы равновесия от температуры
Зависимость выхода конечного продукта от температуры
Уравнения температурной зависимости (298 – 2000 К)
1. Изобарные теплоемкости
2. Тепловой эффект химической реакции
3. Константа равновесия химической реакции
4. Выход конечного продукта от температуры
Расчеты константы с помощью классической термодинамики
Влияние температуры и давления на состояние равновесия в
системе
Выводы по расчетам
Список использованной литературы

Вариант №7

58,26
6,480
9,1295
175,8
1898
104,2
59,18
7,291
9,1295
179,9
Вычисление изобарных молярных теплоемкостей
1. Поступательная теплоемкость
Для всех компонентов: CO2, CO, O2
Ср пост. = 2,5R = 2,5 x 8,31 = 20,775 Дж/моль·К
2. Вращательная теплоемкость
Для всех компонентов: CO2, CO, O2
Ср вращ. = R = 8,31 Дж/моль·К
3. Колебательная теплоемкость
Cv кол. = СЕ(Θ/Т)
где СЕ – функция Эйнштейна
1. СО2
2. СО
3. О2
4. Электронная теплоемкость
Для всех компонентов: CO2, CO, O2
Ср пост. = 0 Дж/моль·К
Табл. 8. Изобарные теплоемкости молекулы СО2
Т, К
Спост,
Свращ,
Скол,
Сэл,
Сполная
298
20,775
8,31
4,214
33,29
498
20,775
8,31
9,527
38,61
698
20,775
8,31
14,61
43,69
898
20,775
8,31
18,87
47,95
1098
20,775
8,31
22,11
51,20
1298
20,775
8,31
24,50
53,59
1498
20,775
8,31
26,26
55,35
1698
20,775
8,31
27,57
56,65
1898
20,775
8,31
28,56
57,64
Табл. 9. Изобарные теплоемкости молекулы СО
Т, К
Спост,
Свращ,
Скол,
Сэл,
Сполная
298
20,775
8,31
0,0257
29,11
498
20,775
8,31
0,6209
29,70
698
20,775
8,31
1,941
31,02
898
20,775
8,31
3,306
32,39
1098
20,775
8,31
4,410
33,49
1298
20,775
8,31
5,241
34,32
1498
20,775
8,31
5,857
34,94
1698
20,775
8,31
6,316
35,40
1898
20,775
8,31
6,664
35,74
Табл. 10. Изобарные теплоемкости молекулы О2
Т, К
Спост,
Свращ,
Скол,
Сэл,
Сполная
298
20,775
8,31
0,235
29,32
498
20,775
8,31
1,841
30,92
698
20,775
8,31
3,672
32,75
898
20,775
8,31
5,000
34,08
1098
20,775
8,31
5,884
34,96
1298
20,775
8,31
6,476
35,56
1498
20,775
8,31
6,883
35,96
1698
20,775
8,31
7,172
36,25
1898
20,775
8,31
7,384
36,46
Вычисление значений функций (Н – Н0)Т и (G – H0)T
1. Поступательная составляющая
Для всех компонентов: CO2, CO, O2
(Н – Н0)Т пост. = 2,5RТ = 2,5 x 8,31 х Т = 20,775 х Т Дж/моль
(G – Н0)Т пост. = T x (20,7860lnT + 12,4716lnM – 30,4760)
1.CO2
(G – Н0)Т пост. = T x (20,7860lnT + 12,4716ln(44 х 10-3) – 30,4760) = T x х (20,7860lnT – 69,4319)
2. CO
(G – Н0)Т пост. = T x (20,7860lnT + 12,4716ln(28 х 10-3) – 30,4760) = T x х (20,7860lnT – 75,0689)
3. O2
(G – Н0)Т пост. = T x (20,7860lnT + 12,4716ln(32 х 10-3) – 30,4760) = T x х (20,7860lnT – 73,4035)
2. Вращательная составляющая
Для всех компонентов: CO2, CO, O2
(Н – Н0)Т вращ. = RТ = 8,31 х Т Дж/моль
(G – Н0)Твращ. = - R x T x lnQвр.лин.
1.CO2
(G – Н0)Т вращ. = R x T x (lnT + lnI – ln2+ 104,5258) = T x 8,31 x (- 7,3502 + lnT)
2. CO
(G – Н0)Т вращ. = T x 8,31 x (lnT – 0,11566)
3. O2
(G – Н0)Т вращ. = T x 8,31 x (lnT – 1,4260)
3. Колебательная составляющая
(G – Н0)Т кол. = - R x T x ln[1 - exp(-Θ/T)]
1. СО2
(G – Н0)Т кол. = - 8,31 x T x {ln[1 - exp(-1997,6/T)] + 2ln[1 - exp(-3380,4/T)] + + ln[1 - exp(-960,4/T)]}
2. СО
(G – Н0)Т кол. = - 8,31 x T x ln[1 - exp(-3121,9/T)]
3. О2
(G – Н0)Т кол. = - 8,31 x T x ln[1 - exp(-2273/T)]
4. Электронная составляющая
Для компонентов: CO2, CO
(Н – Н0)Тэл. = 0
(G – Н0)Т эл = - RTln(g0) = 0
O2
Первое возбужденное состояние – синглетное, Е = 91,4 кДж/моль = 91400 Дж/моль
g1 = 1Σ, выше показано, что его можно не учитывать.
(Н – Н0)Тэл. = 0
(G – Н0)Т эл = - T х 8,31 х ln(3) = - 9,12947 х Т
Табл. 11. Значения функций (Н – Н0)Т молекулы СО2
Т, К
(Н – Н0)Тпост,
(Н – Н0)Твращ,
(Н – Н0)Ткол,
(Н – Н0)Тэл,
(Н – Н0)Т
полное
298
6190
2476
352,2
9019
498
10345
4138
1727
16211
698
14500
5800
4150
24451
898
18655
7462
7515
33634
1098
22810
9124
11630
43566
1298
26965
10786
16306
54058
1498
31120
12448
21392
64961
1698
35275
14110
26783
76169
1898
39430
15772
32401
87604
Табл. 12. Значения функций (G – Н0)Т молекулы СО2
Т, К
(G – Н0)Тпост.
(G – Н0)Твращ,
(G – Н0)Ткол,
(G – Н0)Тэл,
(G – Н0)Т
полн
298
14598
13822
103,8
28524
498
29711
25223
735,0
55670
698
46542
37311
2122
85976
898
64581
49882
4340
118804
1098
83553
62827
7397
153777
1298
103287
76075
11257
190621
1498
123664
89581
15873
229119
1698
144598
103310
21190
269099
1898
166023
117234
27158
310415
Табл. 13. Значения функций (Н – Н0)Т молекулы СО
Т, К
(Н – Н0)Тпост,
(Н – Н0)Твращ,
(Н – Н0)Ткол,
(Н – Н0)Тэл,
(Н – Н0)Т
полн
298
6190
2476
0,73
8668
498
10345
4138
49,24
14533
698
14500
5800
299,6
20600
898
18655
7462
827,6
26946
1098
22810
9124
1604
33539
1298
26965
10786
2573
40326
1498
31120
12448
3686,
47256
1698
35275
14110
4906
54292
1898
39430
15772
6201
61409
Табл. 14. Значения функций (G – Н0)Т молекулы СО
Т, К
(G – Н0)Тпост,
(G – Н0)Твращ,
(G – Н0)Ткол,
(G – Н0)Тэл,
(G – Н0)Т
полн
298
12919
11576
0,07
24495
498
26904
21471
7,85
48383
698
42608
32052
66,60
74726
898
59519
43116
234,3
102869
1098
77364
54553
547,4
132465
1298
95970
66295
1020
163286
1498
115220
78294
1654
195168
1698
135026
90515
2444
227986
1898
155324
102933
3382
261640
Табл. 15. Значения функций (Н – Н0)Т молекулы О2
Т, К
(Н – Н0)Тпост.
(Н – Н0)Твращ,
(Н – Н0)Ткол,
(Н – Н0)Тэл,
(Н – Н0)Т
полн
298
6190
2476
9,20
8676
498
10345
4138
198,8
14683
698
14500
5800
756,8
21058
898
18655
7462
1632
27751
1098
22810
9124
2727
34662
1298
26965
10786
3967
41719
1498
31120
12448
5305
48874
1698
35275
14110
6712
56099
1898
39430
15772
8169
63372
Табл. 16. Значения функций (G – Н0)Т молекулы О2
Т, К
(G – Н0)Тпост,
(G – Н0)Твращ,
(G – Н0)Ткол,
(G – Н0)Тэл,
(G – Н0)Т
полн
298
13415
10576
1,21
-2720
21272
498
27734
19800
43,34
-4546
43031
698
43770
29710
227,8
-6372
67336
898
61014
40104
618,7
-8198
93539
1098
79193
50870
1230
-10024
121270
1298
98132
61941
2056
-11850
150280
1498
117715
73269
3081
-13675
180390
1698
137854
84820
4290
-15501
211464
1898
158484
96567