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






Таким образом, тепловой эффект реакции равен –853,8 кДж, а составляет –822,2 кДж/моль





Пример 3.3.Исходя из термохимических уравнений

Н2 (г) + О2 (г) = Н2О2 (ж), = –187 кДж; (1)

Н2О2 (ж) + Н2 (г) = 2Н2О (г), = –297 кДж; (2)

Н2О (г) = Н2О (ж), = – 44 кДж, (3)

рассчитать значение стандартной энтальпии реакции образования Н2О (ж).

Решение.Запишем уравнение реакции, тепловой эффект которой необходимо определить: Н2 (г) + ½О2 (г) = Н2О (ж), –?(4)

В уравнения (1), (2), (3) входят Н2О2 (ж) и Н2О (г), которые не входят в уравнение (4). Чтобы исключить их из уравнений (1), (2), (3), умножим уравнение (3) на 2 и сложим все три уравнения:

Н2 (г) + О2 (г) + Н2О2 (ж)+ Н2 (г) + 2Н2О (г) = Н2О2 (ж) + 2Н2О (г) + 2Н2О (ж). (5)

После преобразования уравнения (5) и деления его на 2 получаем искомое уравнение (4). Аналогичные действия проделаем с тепловыми эффектами:

.=

В результате получаем Дж;

т.е. энтальпия образования Н2О (ж). = –286 кДж/моль.

Пример 3.4.В каком направлении будет протекать реакция при стандартных условиях СН4 (г) + СО2 (г) ↔ 2СО (г) + 2Н2 (г)

Решение.Направление протекания химической реакции определяет энергия Гиббса (∆G). Изменение энергии Гиббса в результате химической реакции равно сумме энергий Гиббса образования продуктов реакции за вычетом суммы энергий Гиббса образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов. Формула для расчета изменение энергии Гиббса изучаемой реакции имеет вид:

Значения берем из табл. 1 приложения и получаем:

[2 ∙ (-137,1) + 2 ∙ 0] − [(-50,8) + (-394,4)] = +171 кДж.

При р=const, T=const реакция самопроизвольно протекает в том направлении, которому отвечает убыль энергии Гиббса. Если ∆G < 0, то реакциясамопроизвольно протекает в прямом направлении. Если ∆G > 0, то самопроизвольное протекание процесса в прямом направлении невозможно. Если ∆G = 0, то реакция может протекать как в прямом направлении, так и в обратном, и система находится в состоянии равновесия.

Так как ∆G0х.р = +171 кДж, т.е. > 0, то самопроизвольное протекание данной реакции в прямом направлении в стандартных условиях невозможно.



Пример 3.5. Определить изменение энтропии в стандартных условиях для реакции С (графит) + 2Н2 (г) = СН4 (г)

Решение.Изменение энтропии системы в результате протекания химической реакции (∆S) (энтропия реакции) равно сумме энтропий продуктов реакции за вычетом суммы энтропий исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов:

Подставляем в формулу справочные данные из табл.I и получаем:

186,2 − (5,7 + 2 ∙ 130,6) = -80,7 Дж/К.

Пример 3.6. По значениям стандартных энтальпий образования и стандартных энтропий веществ, участвующих в реакции, вычислить изменение энергии Гиббса реакции, протекающей по уравнению

СО (г) + Н2О (ж) = СО2 (г) + Н2 (г).

Решение.Изменение энергии Гиббса в химической реакции при температуре Т можно вычислить по уравнению

∆G0х.р. = ∆Н0х.р – Т∆S0х.р.

Тепловой эффект реакции ∆Н0х.р и изменение энтропии определяем по следствию из закона Гесса:

;

Используя справочные данные табл. 1, получаем:

∆Н0х.р. = [(-393,5) + 0] − [(-110,5) + (-285,8)] = +2,8 кДж;

∆S0х.р = (213,7 + 130,6) − (197,5 + 70,1) = +76,7 Дж/К

Изменение энергии Гиббса в химической реакции:

∆G0х.р. = ∆Н0х.р. – Т∆S0х.р.; Т = 298 К;

∆G0х.р = 2,8 − 298 ∙ 76,7 ∙ 10-3 = -20,05 кДж

Пример 3.7.Определить температуру, при которой установится равновесие в системе СаСО3 (к) СаО (к) + СО2 (г)

Решение. При химическом взаимодействии одновременно изменяется энтальпия, характеризующая стремление системы к порядку, и энтропия, характеризующая стремление системы к беспорядку. Если тенденции к порядку и беспорядку в системе одинаковы, то ∆H0х.р. = Т∆S0х.р., что является условием равновесного состояния системы. Отсюда можно определить температуру, при которой устанавливается равновесие химической реакции для стандартного состояния реагентов: .

Сначала вычисляем ∆Н0х.р. и ∆S0х.р.по формулам:

Используя справочные данные табл.I получаем:

DH0х.р. = [– 635,5 + (–393,5)] – (–1207,1) = 178,1 кДж;

DS0х.р. = (39,7 + 213,7) – 92,9 = 160,5 Дж/К или 0,1605 кДж/К.

Отсюда, температура, при которой устанавливается равновесие:

Травн = 178,1 / 0,1605 = 1109,5 К.

Пример 3.8.ВычислитьDH0х.р, ∆S0х.р. и DG0T реакции, протекающей по уравнению: Fe2O3 (к) + 3C (к) = 2Fe (к) + 3CO (г).

Возможна ли реакция восстановления Fe2O3углеродом при температуре 298 и 1000 К?

Решение.Вычисляем DH0х.р. и DS0х.р.:

DH0х.р.=[3(–110,5) + 2·0] – [–822,2 + 3·0] = –331,5 + 822,2 = +490,7 кДж;

DS0х. р. = (2·27,2 +3·197,5) – (89,9 + 3·5,7) = 539,9 Дж/К или 0,540 кДж/К.







Date: 2015-09-24; view: 485; Нарушение авторских прав



mydocx.ru - 2015-2022 year. (0.022 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию