3.4. Примеры решения заданий
Пренебрегая температурной зависимостью, вычислить стандартные изменения энтальпии, энтропии, энергии Гиббса в реакции
CO2(г) + С (графит) = 2CO(г).
Определить температуру, при которой устанавливается химическое равновесие реакции, и сделать вывод о термодинамической возможности протекания реакции в прямом направлении.
Решение.
1. Произведем расчет стандартного изменения энтальпии реакции:
>0
– реакция
эндотермическая.
2. Стандартное изменение энтропии реакции равно:
ΔSХ.Р.> 0 – беспорядок в системе возрастает.
3. Стандартное изменение энергии Гиббса реакции составляет:
>
0, при Т
= 298 К прямая
реакция невозможна, процесс протекает
самопроизвольно в обратном направлении.
4. Определим температуру, при которой устанавливается химическое равновесие.
Если пренебречь зависимостями НХ.Р и SХ.Р от температуры и считать их постоянными, можно рассчитать энергию Гиббса при нестандартной температуре Т:
5. Построим график зависимости GХ.Р от Т.
График
зависимости GХ.Р
от Т
Из графика видно, что в интервале температур 0 – 982К GХ.Р > 0, следовательно, прямая реакция невозможна; выше 982 К GХ.Р < 0, т. е. самопроизвольно протекает прямая реакция.
3.5. Задания для самостоятельной подготовки
Пренебрегая температурной зависимостью, вычислить стандартные изменения энтальпии, энтропии, энергии Гиббса в соответствующей реакции. Определить температуру, при которой устанавливается химическое равновесие реакции, построить график зависимости GХ.Р от Т и сделать вывод о возможности протекания реакции в прямом направлении.
|
1 |
2Mg(к) + CO2 (г) = 2MgO(к) + C (графит) |
|
2 |
3CH4(г) + CO2(г) + 2H2O(ж) = 4CO(г) + 8H2(г) |
|
3 |
4HCl (г) + O2 (г) = 2H2O (г) + 2Cl2(г) |
|
4 |
2Н2S(г) + SO2(г) = 3S(ромб) + 2H2O(ж) |
|
5 |
2Сu2О(к) + Сu2S (к) = 6Сu(к) + SO2 (г) |
|
6 |
2H2O(г) + 2Cl2(г) = 4HCl(г) + O2 (г) |
|
7 |
3Fe2O3(к) + Н2(г) = Н2O(г) + 2Fe3O4(к) |
|
8 |
CaO(к) + CO2 (г) = CaCO3(к) |
|
9 |
2СО(г) = С(грфит) + СO2( г) |
|
10 |
2ZnS(к) + 3О2(г) = 2ZnO(к) + 2SO2(г) |
|
11 |
СаСО3(к) = СаО(к) + СО2(г) |
|
12 |
ВaO(к) + CO2 (г) = ВaCO3 (к) |
|
13 |
2NO(г) + O2 (г) = 2NO2 (г) |
|
14 |
Н2O(г) + 2Fe3O4(к) = 3Fe2O3(к) + Н2(г) |
|
15 |
2Al2O3 (к) + 6SO2 (г) + 3O2 (г) = 2Al2(SO4)3 (к) |
|
16 |
CaO(к) + Н2O(ж) = Ca(ОН)2(к) |
|
17 |
FeO(к) + H2(г) = Fe(к) + Н2О(г) |
|
18 |
CuO(к) + C(т) = Cu(к) + CO(г) |
|
19 |
2HI(г) = H2(г) + I2(г) |
|
20 |
CaO(к) + SO3 (г) = CaSO4(к) |
|
21 |
2MgO(к) + C (графит) = 2Mg(к) + CO2(г) |
|
22 |
2Al2(SO4)3 (к) = 2Al2O3(к) + 6SO2(г) + 3O2(г) |
|
23 |
Ca(ОН)2(к) = CaO(к) + Н2O (ж) |
|
24 |
ВaCO3(к) = ВaO(к) + CO2 (г) |
|
25 |
Н2O(г) + 2Fe3O4(к) = 3Fe2O3(к) + Н2(г) |
|
26 |
4HCl(г) + O2(г) = 2H2O(г) + 2Cl2(г) |
|
27 |
Н2O(г) + 2Fe3O4(к) = 3Fe2O3(к) + Н2(г) |
|
28 |
2NO2 (г) = 2NO (г) + O2 (г) |
|
29 |
Cl2 (г) + 2HI(г) = I2(г) + 2HCl (г) |
|
30 |
Fe3O4(к) + CO(г) = 3FeO(к) + CO2(г) |