Головна |
Приклад. Пряма або зворотна реакція будуть протікати при стандартних умовах в системі СН4(Г) + С02(Г) - 2СО (г) + 2Н2(Г)? Відповідь мотивуєте, обчисливши ?G 0298 прямої реакції, виходячи з значень стандартних теплот освіти і абсолютних стандартних ентропій відповідних речовин (див. дод. 5).
Рішення: ?G0x.p.= ?H0x.p.- T?S0x.p.; ?H і ?S - функція стану, тому ?H0x.p.= ??H0 обр. (Продуктів) - ??H0обр. (Вихідних речовин), Тобто зміна ентальпії реакції (при стандартних умовах) дорівнює сумі ентальпії утворення продуктів реакції мінус сума ентальпії утворення вихідних речовин з урахуванням стехіометричних коефіцієнтів.
H0.x..p= (2 · ?H0co+ 2 · 0) - (?H0CH4+ ?H0CO2);
?H0x.p.= 2 (-110,5) + 2 · 0 - (-74,58 - 393,5) = 247,35, ?H0H2= 0
(Ентальпія утворення простих речовин дорівнює нулю). Зміна ентропії реакції (при стандартних умовах) дорівнює сумі абсолютної ентропії продуктів реакції мінус сума ентропії вихідних речовин з урахуванням стехіометричних коефіцієнтів:
?S0x.p.= ?S0продуктів-?S0вихідних речовин;
?S0x.p.= (2S0CO+ 2S0H2) - (S0CH4+ S0CO2);
?S0x.p.= (2 · 197,91 + 2 · 130,59) - (186,19 + 213,65) =
= 257,16 Дж.моль · град або 0,25716 кДж / моль · град.
Зміна енергії Гіббса (вільної енергії) при стандартних умовах одно ?G0x.p.= 247,35 - 298 · 0,25716 = +170,63 кДж. Те, що ?G0298 0 вказує на неможливість самовільного протікання прямої реакції при T = 298K і рівності тисків взятих газів 1,013 · 105 Па.
Контрольні питання
64. Пряма або зворотна реакція буде протікати при стандартних умовах в системі
2NO (г) + O2(Г) 2N02(Г)? Відповідь мотивуйте, обчисливши ?G °298 прямої реакції, виходячи з значень стандартних теплот освіти і стандартних абсолютних ентропій відповідних речовин.
65. При якій температурі настане рівновагу системи
СН4(Г) + С02(Г) = 2СО (г) + 2Н2(Г); ? Н = + 247,37 кДж?
66. Чим можна пояснити, що при стандартних умовах неможлива екзотермічна реакція
Н2(Г) + С02(Г) = Н20 (ж) + СО (г); ?H = - 2,85 кДж. Знаючи тепловий ефект реакції і стандартні абсолютні ентропії відповідних речовин, визначте ?G °298 цієї реакції.
67. Ha підставі стандартних теплот освіти і стандартних абсолютних ентропій обчисліть ?G °298 реакцій, що протікають по таких рівнянь. Чи можуть ці реакції при стандартних умовах йти мимовільно?
Fe304(К) + 4CO = 3Fe (к) + 4C02
А1203 (К) + ЗС (гр) = 2А1 (к) + ЗС02
С (графіт) + 2Н20 = С02 + 2Н2
4. Fe304 (К) + 4Н2 = 3Fe (к) + 4Н20 (г)
FeO (к) + Н2 = Fe (к) + Н20 (г)
3Fe203 (К) = 2Fe304 (К) + 1/202
2Mg (к) + С02 = 2MgO (к) + Н20 (г)
Сu (ОН)2 (К) = СuО (к) + Н20 (г)
Fe3O4 (К) + Н2 = 3FeO (к) + Н2O (г)
Н2 + СO2 - Н2O (г) + СО (г)
СО (г) + FeO (к) = СО2 + Fe (к)
СаСОз (к) = СаО (к) + СO2
РbО (к) + H2 = Pb (к) + Н2O (г)
СН4(Г) + СO2 = 2СО + 2Н2
2СіС1 (к) + Н2 (Г) = 2Сu (к) + 2НС1 (г)
MgCO3 (К) = MgO (к) + СO2 (Г)
17. PbS04 (К) = РbО (к) + SO (г) + O2 (Г)
18. 3Fe2O3 (К) = 2Fe3O4 (К) + 1 / 2O2 (Г)
ТсСl4 (Ж) + 2Mg (к) = Тс (к) + 2MgCl2 (К)
H2S (г) + 3 / 2O2 (Г) = Н2O (г) + SO2 (Г)
Н2 (Г) + 1 / 2O2 (Г) = Н20 (ж)
2СO2 (Г) + Н2O (г) = С2Н2 (Г) + 5 / 2O2 (Г)
Н2O2 (Г) = Н2O (г) + 1 / 2O2 (Г)
С (алмаз) > С (графіт)
СаО (к) + СO2 (Г) = СаСО3 (К)
26. 2NaHCO3 (К) = Na2CO3 (К) + С02 (Г) + Н20 (г)
С2Н4(Г) + Н2(Г) = С2Н6(Г)
КСlOз (к) > KCl (к) + 3 / 2O2(Г)
2Fe2O3 (К) + 3СО (г) = 3СO2 (Г) + 2Fe (к)
Примітка, (Г) - газ, (ж) - рідина, (к) - кристалічна (тверде) речовина.
68. Зменшується чи збільшується ентропія при наступних переходах: а) води в пар; б) графіту в алмаз. Чому? Обчислити ?S °298 для кожного перетворення. Зробіть висновок про кількісний зміні ентропії при фазових і аллотропических перетвореннях.
69. Обчисліть зміну ентропії в результаті реакції утворення аміаку з азоту і водню. При розрахунку можна виходити з ?S °298 відповідних газів, так як ?S0 зі зміною температури змінюється незначно. Чим можна пояснити негативні значення ентропії?
70. При спалюванні 1 г гідразину N2H4 в калориметричних бомбі температура калориметра підвищилася на 1,17 ° С. Якщо калориметр має теплоємність 16,53 кДж / кг град, то яка кількість теплоти виділяє при згорянні 1 моль N2H4 ?
Основні класи неорганічних сполук | Хімічна кінетика і рівновага
Розчини й інші дисперсні системи | Окислювально-відновні реакції | електрохімічні процеси | корозія металів | Метали. Легкі конструкційні матеріали. | комплексні сполуки | Органічні полімерні матеріали. Полімери і олігомери. | Хімічна ідентифікація і аналіз речовини | речовин і хімічних сполук при стандартних умовах |