Тема 4 (задачи №№ 61...80)

Вычислите величины , и для реакции, уравнение которой соответствует номеру Вашей задачи (необходимые для расчетов данные см. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ВЕЩЕСТВ на с.19)).

Номера задач		Уравнения реакций
Тема 1	Тема 1
61	81	CH3CHO(г) ⇄ CH4(г) + CO(г)
62	82	2NO(г) + 2H2(г) ⇄ N2(г) + 2H2O(г)
63	83	2NO(г) + O2(г) ⇄ 2NO2(г)
64	84	C2Cl4(г) + Cl2(г) ⇄ C2Cl6(г)
65	85	4H2(г) + 2NO2(г) ⇄ 4H2O(г) + N2(г)
66	66	2NO(г) + Cl2(г) ⇄ 2NOCl(г)
67	87	2NO(г) + H2(г) ⇄ N2O(г) + H2O(г)
68	88	CO(г) + Cl2(г) ⇄ CCl2O(г)
69	89	H2(г) + Br2(г) ⇄ 2HBr(г)
70	90	H2O2(г) + H2(г) ⇄ 2H2O(г)
71	91	SO2(г) + 2H2(г) ⇄ S(г) + 2H2O(г)
72	92	H2(г) + I2(г) ⇄ 2HI(г)
73	93	CH4(г) + 2S2(г) ⇄ CS2(г) + 2H2S(г)
74	94	2NO(г) + Br2(г) ⇄ 2NOBr(г)
75	95	2N2O5(г) ⇄ 4NO2(г) + O2(г)
76	96	HCHO(г) ⇄ H2(г) + CO(г)
77	97	CO(г) + NO2(г) ⇄ CO2(г) + NO(г)
78	98	2O3(г) ⇄ 3O2(г)
79	99	CO(г) + H2O(г) ⇄ CO2(г) + H2(г)
80	100	N2(г) + O2(г) ⇄ 2NO(г)

Объясните знак энтальпии реакции, величину и знак энтропии реакции. Возможна ли данная реакция при стандартных условиях и 298 K?

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ВЕЩЕСТВ

Формула вещества	, кДж/моль	, Дж/(K·моль)	Формула вещества	, кДж/моль	, Дж/(K·моль)
Br2(г)	31	245	H2O2(г)	–136	234
C2Cl4(г)	20	341	H2S(г)	–21	206
C2Cl6(г)	27	399	I2(г)	62	261
CCl2O(г)	–220	284	N2(г)	0	192
CH3CHO(г)	–166	264	N2O(г)	82	220
CH4(г)	–75	186	NO(г)	91	211
CO(г)	–111	198	NO2(г)	34	240
CO2(г)	–394	214	N2O5(г)	13	356
CS2(г)	117	238	NOBr(г)	82	273
Cl2(г)	0	223	NOCl(г)	53	264
H2(г)	0	131	O2(г)	0	205
HBr(г)	–36	199	O3(г)	142	239
HCHO(г)	–116	219	S(г)	279	168
HI(г)	26	206	S2(г)	128	228
H2O(г)	–242	189

Решение.

Для реакции, уравнение которой

a A_(г) + b B_(г) ⇄ d D_(г) + e E_(г), (_*)

где a, b, d, e – коэффициенты; A, B, D, E – формулы участников реакции;

= d· (D) + e· (E) – (a· (A) + b· (B)),

где – стандартная энтальпия реакции при 298 K, кДж/моль; (...) – стандартные энтальпии образования участников реакции при 298 K, кДж/моль (см. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ВЕЩЕСТВ на с.19).

Объяснение знака энтальпии реакции. Если > 0, то в ходе реакции теплота  поглощается, реакция является эндотермической, если < 0, то в ходе реакции теплота  выделяется, реакция является экзотермической.

Для реакции, уравнение которой (_*)

= d· (D) + e· (E) – (a· (A) + b· (B)),

– стандартная энтропия реакции при 298 K, Дж/(K·моль); (...) – стандартные энтропии участников реакции при 298 K, Дж/(K·моль) (см. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ВЕЩЕСТВ на с.19).

Объясннение величины и знака энтропии реакции. Основной вклад в нее вносит изменение общего числа молекул газов в ходе реакции. Чтобы найти это изменение, надо сравнить между собой суммы коэффициентов, стоящих перед формулами газов, в обеих частях уравнения. Если (d + e) > (a + b), т.е. в ходе реакции общее число молекул газов убывает, то заметно отрицательна, если (d + e) < (a + b), т.е. в ходе реакции общее число молекул газов возрастает, то заметно положительна. Если же (d + e) = (a + b), т.е. в ходе реакции общее число молекул газов не изменяется, то ≈ 0.

= – T · ,

где – стандартная энергия Гиббса реакции при 298 K, кДж/моль; T – температура, К; – стандартная энтропия реакции при 298 K, кДж/(K·моль).

Если > 0, то при стандартных условиях и 298 K реакция невозможна, если < 0, то возможна.