ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ХИМИЧЕСКОЕ СРОДСТВО
Ниже приведенаметодика решения типовых задач (при решении задач этого раздела следует пользоваться данными таблицы 3). Пример 1. Рассчитать стандартный тепловой эффект реакции 1/2Na2O(к) + 1/2H2O(ж) = NaOH(к). Записать термохимическое уравнение реакции. Решение. На основании следствия из закона Гесса можно записать . Подставив в это выражение значения стандартных энтальпий образования веществ с учетом их агрегатных состояний (табл. 3), получим = - 426,60 –(- 215,30 - 142,92) = - 68,38 кДж/моль. Термохимическое уравнение следует записать так: 1/2Na2O(к) + 1/2H2O(ж) = NaOH(к); -68,38 кДж/моль. Пример 2. Реакция горения этилового спирта выражается термохимическим уравнением С2Н5ОН(ж) + 3О2(г) = 2СО2(г) +3Н2О(ж)); = ? Вычислить тепловой эффект реакции, если известно, что молярная энтальпия парообразования С2Н5ОН(ж) равна +42,36 кДж и известны теплоты образования веществ, участвующих в этой реакции (табл. 3), а для этанола изменение энталь-пии образования составляет кДж/моль. Решение. Для определения реакции необходимо знать теплоту образования этанола С2Н5ОН(ж): С2Н5ОН(ж) = С2Н5ОН(г); = +42,36 кДж/моль. Запишем на основании следствия из закона Гесса: . Подставив численные значения, получим . Отсюда легко рассчитать Таким образом, теперь имеются все данные для расчета теплового эффекта реакции: кДж. Пример 3. Не производя вычислений, определить знак изменения энтропии (ΔS) в следующих реакциях: 1) NН4NO3(к) = N2O (г) + 2Н2О (г); 2) 2Н2S + 3O2(г) = 2Н2О(ж) + 2SO2(г). Решение. В первой реакции 1 моль вещества в кристаллическом состоянии образует 3 моля газов, следовательно, изменение энтропии ΔS >0. Во второй реакции уменьшается число молей газообразных веществ, следовательно, энтро-пия уменьшается, т. е. ΔS <0. Пример 4. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий веществ (табл. 3) вычислите изменение энергии Гиббса реакции, протекающей по уравнению СО(г) + Н2О(ж) = СО2(г) + Н2(г). Решение. Известно, что энергия Гиббса является критерием возможности протекания химической реакции. Она рассчитывается по формуле ΔGo = ΔHo – TΔSo, где ΔHo –изменение энтальпии реакции, ΔSo- изменение энтропии реакции. Поскольку ΔHo и ΔSo– функциисостояния системы, то согласно следствию из закона Гесса имеем ΔHo= ; ΔSo= . Отсюда т.е. ΔНо = (-393,51+0) - (-110,52 - 285,84),=+2,85 кДж/моль. ΔSo=(213,65+130,59)-(197,91+69,94)= +76,39 Дж/моль·град или 0,07639 кДж/моль-град. Тогда энергия Гиббса ΔGo = +2,85 - 298(0,07639) = -19,91 кДж/моль. Поскольку ΔGo< 0, то реакция возможна в прямом направлении. Пример 5. Восстановление Fe2O3 водородом протекает по уравнению Fe2O3(к) + 3H2(г) = 2Fe(к) + 3Н2О(г); ΔНо = +96,61 кДж. Возможна ли эта реакция при стандартных условиях, если изменение энтропии ΔSo =+0,1387 кДж/моль-град? При какой температуре начнется восста-новление оксида железа(III)? Решение. Вычисляем изменение энергии Гиббса реакции: ΔGo = ΔHo – TΔSo = +96,61 - 298· 0,1387 = +55,28 кДж. Так как ΔG° > 0, то реакция при стандартных условиях невозможна; наоборот, при этих условиях идет обратная реакция окисления железа (коррозия). Найдем температуру, при которой ΔG° = 0: Следовательно, при температуре ≈696,5К начнется реакция восстановления Fe2O3. Иногда эту температуру называют температурой начала реакции.
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (775)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |