Задача 5. Для реакции CO(г) + Cl2(г) ⇄ COCl2(г) вычислить константу равновесия Кр, используя табличные значения термодинамических функций при стандартных

Для реакции CO_(г) + Cl_2(г) ⇄ COCl_2(г) вычислить константу равновесия К_р, используя табличные значения термодинамических функций при стандартных условиях. По значению величины К_р ответить на вопрос: исходные вещества или продукты реакции преобладают в равновесной смеси?

Решение. Константа равновесия реакции связана со стандартным изменением свободной энергии Гиббса соотношением DG⁰_х.р. = - 2, 303RT lgK_p (1). В свою очередь, DG⁰_х.р. (химической реакции) можно рассчитать по изменению стандартных величин энтальпии и энтропии в ходе этой реакции DG⁰_х.р. = DН⁰_х.р. - Т∙ DS⁰_х.р. ∙ 10^-3 (2). Значения DН⁰_х.р. и DS⁰_х.р. вычисляют по первому следствию из закона Гесса, используя табличные значения стандартных энтальпий образования и энтропий веществ DН⁰_х.р = å (DН⁰₂₉₈)_кон - å (DН⁰₂₉₈)_исх и DS⁰_х.р = å (DS⁰₂₉₈)_кон - å (DS⁰₂₉₈)_исх. Значения DН⁰₂₉₈ и S⁰₂₉₈ веществ, участвующих в реакции, приведены в таблице.

DН⁰_х.р. = DН⁰₂₉₈ (COCl₂) - DН⁰₂₉₈(Cl₂) - DН⁰₂₉₈(CO) = -220, 3 – 0 – (-110, 6) = -109, 7кДж

DS⁰_хр= S⁰₂₉₈(COCl₂) - S⁰₂₉₈(Cl₂) - S⁰₂₉₈(CO) = 283, 9 – 222, 9 – 197, 7 = -136, 7 Дж/К

DG⁰_хр = -109, 7 – 298 ∙ (-136, 7)∙ 10^-3 = -69, 3 кДж

Из уравнения (1) следует

lgK_p= = - = 12, 13 К_р= 10^{12, 13}, так как К_р > > 1, то при Т = 298 К в равновесной смеси будут преобладать продукты реакции.