Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Примеры решений





Вопросы для самоподготовки

1. Предмет химической термодинамики. Термодинамические системы. Фаза.

2. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики.

3. Тепловые эффекты при постоянном объёме и при постоянном давлении. Энтальпия.

4. Термохимические уравнения. Закон Гесса.

5. Энтропия. Уравнение Больцмана. Второй закон термодинамики.

6. Изменение энтропии в различных процессах. Третий закон термодинамики.

7. Свободная энергия Гиббса. Направление химического процесса.

 

Задания

1. Вычислите теплоту сгорания этилена, если известно, что теплота его образования равна 52,3 кДж/моль. Рассчитайте тепловой эффект реакции сгорания 10 л этилена, если объем измерен при 27 °С и 98,64 кПа.

2. Вычислить DН° реакции обжига пирита FeS2, приняв DН°f(FeS2) = -177 кДж/моль, DН°f(SО2) = -296,9 кДж/моль, DН°f(Fe2О3) = -821,3 кДж/моль.

3. Рассчитайте DG0 реакций и установите в каком направлении они могут протекать самопроизвольно:

а) NiO(к) + Pb(к) = Ni(к) + PbO(к);

б) СuO(к) + Pb(к) = Cu(к) + PbO(к);

в) 3Fe3O4(к) + 8Al(к) = 9Fe(к) + 4Al2O3(к)

4. Вычислить DG0 реакции:

CaCO3(к) = CaO(к) + CO2(г)

при 25, 500 и 1500°С. Зависимостью DS0 и DН0 от температуры пренебречь.

5. Не проводя вычислений, установите знак DS0 следующих процессов:

а) 2NH3(г) = N2(г) + 3H2(г); б) CO2(к) = CO2(г);

в) 2H2S(г) + 3O2(г) = 2H2О(ж) + 2SO2(г)

 

Примеры решений

Пример № 1. Рассчитайте тепловой эффект реакции термического разложения карбоната кальция:

CaCO3(к) = CaO(к) + CO2(г);

Решение. Применение второго следствия из закона Гесса позволяет рассчитать тепловой эффект реакции, если известны стандартные энтальпии образования реагентов и продуктов реакции (справочные данные).

= (CaO) + (CO2) - (CaCO3);

= -635,5 + (-393,5) - (-1206,9) = 177,9 (кДж).

Ответ: -177,9 кДж.

Пример № 2. Рассчитайте изменение энтропии, отвечающее синтезу карбоната и силиката кальция из соответствующих оксидов:

Решение. 1) СаО(к) + СО2(г) = СаСО3(к)



Поскольку энтропия является функцией состояния, изменение энтропии при протекании химической реакции может быть вычислено по уравнению:

ΔSo = (СаСО3) - [ (CаО) + (СО2)] = 91,7 - (38,1 + 213,7) = -160,1 (Дж/моль×К).

2) СаО(к) + SiO2(к) = СаSiO3(к)

ΔSo = (CaSiO3) - [ (CaO) + (SiO2)] = 81,0 - (38,1 + 4,2) = 1,7 (Дж/моль×К)

Ответ: реакция образования карбоната кальция, при которой происходит связывание газообразного вещества (СО2), сопровождается существенным уменьшением энтропии системы, а при синтезе силиката кальция из кристаллических оксидов энтропия почти не изменяется.

 

Пример № 3. Рассчитать для Fe3O4, если известна энтальпия образования этого соединения ΔНоf(Fe3O4) = -1117,13 кДж/моль и энтропии железа, кислорода и Fe3O4, равные 27,15; 205,04 и 146,19 Дж/моль.К.

 

Решение.

(Fe3O4) = (Fe3O4) - Т ,

где Δ - изменение энтропии при протекании реакции: 3Fe + 2O2 = Fe3O4

Изменение энтропии рассчитывается по следующему уравнению:

Δ = (Fe3O4) - [3 (Fe) + 2 (O2)];

Δ = 146,19 - (3.27,15 + 2.205,04) = 345,3(Дж/моль.К).

Тогда

(Fe3O4) = -1117,13 - 298(-0,34534) = -1014,2 (кДж/моль).

Ответ: -1014,2 кДж/моль, реакция принципиально возможна при стандартных условиях.

 

Пример № 4. Оцените принципиальную возможность получения озона при взаимодействии азотной кислоты с кислородом (условия стандартные) по уравнению:

 

4HNO3(ж) + 5O2(г) = 4O3(г) + 4NO2(г) + 2H2O(ж)

Решение. Поскольку G является функцией состояния, то для реакции изменение энергии Гиббса можно определить по уравнению:

 

= [4 (O3) + 4 (NO2) + 2 (H2O)] - [4 (HNO3) + 5 (O2)];

= 4·162,78 + 4·52,29 - [4(-79,90) + 5·0] = 1179,82 (кДж)

Ответ: Самопроизвольное протекание реакции при стандартных условиях принципиально невозможно. В то же время диоксид азота может быть окислен озоном до азотной кислоты, так как для обратной реакции значение ΔG отрицательно.

 

Пример № 7. Вычислить изменение энтропии при стандартных условиях для реакции

Н2S(г) + Сl2(г) = 2НСl(г) + S(к),

если энтропии Н2S(г), Сl2(г), НСl(г) и S(к) равны соответственно 205,6; 223,0; 186,7 и 31,8 Дж/моль.К.

Решение. Поскольку энтропия является функцией состояния, то

Δ = (S) + 2 (НСl) - 2S) - (Сl2) = 31,8 +2.186,7 - 223 - 205,6 = -23,4 (Дж/моль.К).

Ответ: -23,4 Дж/моль.К.

 






Date: 2015-05-09; view: 795; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2019 year. (0.009 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию