по дисциплине Теория химико-технологических процессов органического синтеза Томск – 2015 24

по дисциплине:
Теория химико-технологических процессов органического синтеза

Томск – 2015
24. Вычислить состав равновесной смеси реакции

2C5H5OH C4H6 + 2H2O + H2

при температуре 400oК и давлении 1 атм., протекающей в газовой фазе, если исходные вещества взяты в стехиометрических количествах и константа равновесии равна lgKp = –0,578. Ответ указать в мольных процентах для каждого продукта реакции.
Решение
В общем виде уравнение реакции может быть записано:
2А B + C + 2D
Решение задачи может быть осуществлено с помощью вспомогательных таблиц, предложенных В. В. Коробовым и А. В. Фростом.
2C5H5OH C4H6 + 2H2O + H2

Суммарное число моль в равновесии: 2+2х

Для данного (XXVIII ) типа реакции конечное выражение закона действующих масс будет иметь вид:

Примем правую часть уравнения за М и прологарифмируем:

Так как давление равно единице, получаем:

Тогда:

По условиям задачи, Воспользуемся вспомогательной таблицей для поиска корня. Для этого применим метод линейной интерполяции:

Тогда суммарное число моль равно:
2 + 2х = 2 + 2·0,71 = 3,42 моль
Мольные доли компонентов:
χ(C2H5OH) = (2 – 2x)/3,42 = 0,58/3,42 = 0,1696
χ(H2O) = 2х/3,42 = 1,42/3,42 = 0,4152
χ(C4H6) = χ(H2) = х/3,42 = 0,71/3,42 = 0,2076

49. Используя метод Соудерса, Мэтьюза и Харда, вычислить ΔH0400, ΔH0600, ΔH01000 в идеализированном газообразном состоянии пропана.

Соудерс, Мэтьюз и Хард предложили аддитивный метод определения ΔH0 и истинных мольных теплоемкостей при постоянном давлении в широком интервале температур углеводородов в газообразном состоянии. Достоинством метода является то, что соответствующими поправками можно учесть влияние определенных смежных групп.
Для подсчета стандартной теплоты образования углеводородов при любой температуре Соудерс, Мэтьюз и Хард воспользовались уравнением Кирхгофа для случая разделения разных видов энергии в выражении теплоемкостей.
Все составляющие уравнения были проверены для различных атомных групп и связей углеводородов и их значения приводятся в справочниках.

Решение

Пропан можно разделить на три группы: -CH2- и две группы –CH3
Cоставляющие этих групп имеют значения:
2(-CH3) = 2(-10,05) = -20,10 ккал/моль
(-CH2 -) = -4,95 ккал/моль

Интеграл I (колебательные внутренние составляющие) при 400° К:
2(-CH3) = 2(-1,099) = -2,198 ккал/моль
(-CH2 -) = 0,582 ккал/моль
∑ = -1,616 ккал/моль
При 600° К:
2(-CH3) = 2(-3,839) = -7,678 ккал/моль
(-CH2 -) = -1,463 ккал/моль
∑ = -9,141 ккал/моль

При 1000° К:
2(-CH3) = 2(-5,905) = -11,81 ккал/моль
(-CH2 -) = -2,448 ккал/моль
∑ = -14,258 ккал/моль
Интеграл II (Составляющие энергии внутреннего вращения) при 400° К:
2·(CH3-CH2-) = 2·0,218 = 0,436 ккал/моль
При 600° К:
2·(CH3-CH2-) = 2·0,634 = 1,268 ккал/моль
При 1000° К:
2·(CH3-CH2-) = 2·1,319 = 2,638 ккал/моль
4R(400-298) = 0,809 ккал/моль
4R(600-298) = 2,398 ккал/моль
4R(1000-298) = 5,577 ккал/моль
Тогда:
ΔH0400 = -25,05 – 1,616 + 0,436 + 0,809 = -25,421 ккал/моль
ΔH0600 = -25,05 – 9,141 + 1,268 + 2,398 = -30,525 ккал/моль
ΔH01000 = – 25,05 – 14,258 + 2,638 + 5,577 = -31,093 ккал/моль

74. при взаимодействии 2-бром-2-метилбутана с этанолом получается 3 различных продукта. Предложить механизм, объясняющий образование каждого из них. (Примечание: все три механизма предполагают образование общего промежуточного вещества).

Решение этанол
CH3 – CH2 – C(CH3)2 Br CH3 – CH2 – C(CH3)2 – OCH3 66%
CH2 = C(CH3) – CH2 – CH3 7%
(CH3)2 – C = CH2 – CH3 27%
Механизм реакций:

Промежуточный продукт – оксониевый катион эфира, результат замещения.
Отщепление протона даёт эфир, расщепление бромид-ионом – спирт и этилбромид (тоже замещение, направленное на более доступный для атаки вторичный углерод возле кислорода).
После отщепления воды от спирта получается метилбутен-2 и 2-метилбутен-1.

Список литературы
Казанская А.С., Скобло В.А. Расчеты химических равновесий. Сборник примеров и задач. Под редакцией проф. Г. М. Панченкова. М., "Высшая школа", 1974.
Интернет ресурс http://www.xumuk.ru/

Vachpomoshnik100 4.5

Закончила известную лингвистическую школу английского языка Lenark. Ориентируюсь по многим предметам, связанные с языками и финансовыми, экономическими дисциплинами( психология, социология, экономика, менеджмент и т.д.)

Нанять автора