Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Стандартные абсолютные энтропии Sо298 некоторых веществ






Вещество Состояние S о298, Дж/(моль× К) Вещество Состояние S о298, Дж/(моль× К)
С Алмаз 2, 44 H2O г 188, 72
С Графит 5, 69 N2 г 191, 49
Fe к 27, 2 NH3 г 162, 50
Ti к 30, 7 CO г 197, 91
S Ромб. 31, 9 C2H2 г 200, 82
TiO2 к 50, 3 O2 г 205, 03
FeO к 54, 0 H2S г 205, 64
H2O ж 69, 94 NO г 210, 20
Fe2O3 к 89, 96 CO2 г 213, 65
NY4Cl к 94, 5 C2H4 г 219, 45
CH3OH ж 126, 8 Cl2 г 222, 95
H2 г 130, 59 NO2 г 240, 46
Fe3O4 к 146, 4 PCl3 г 311, 66
CH4 г 186, 19 PCl5 г 352, 71
HCl г 186, 68      

 

Пример 3. На основании стандартных теплот образования (табл. 5) и абсолютных стандартных энтропий веществ (табл. 7) вычислите D G о298 реакции, протекающей по уравнению:

СО(г) + Н2О(ж) = СО2(г) + Н2(г)

Решение. D G o = D H oT D S o; D H и D S – функции состояния, поэтому:

Пример 4. Реакция восстановления Fe2O3 водородом протекает по уравнению:

Fe2O3(к) + 3Н2(г) = 2Fe(к) + 3Н2О(г); D Н = +96, 61 кДж.

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях, если изменение энтропии D S = 0, 1387 кДж/(моль × К)? При какой температуре начнется восстановление Fe2O3?

Решение. Вычисляем D G o реакции:

D G = D HT D S = 96, 61 – 298 × 0, 1387 = +55, 28 кДж.

Так как D G > 0, то реакция при стандартных условиях невозможна; наоборот, при этих условиях идет обратная реакция окисления железа (коррозия). Найдем температуру, при которой D G = 0:

Следовательно, при температуре» 696, 5 К начнется реакции восстановления Fe2O3. Иногда эту температуру называют температурой начала реакции.

Пример 5. Вычислите D Н o, D S o и D G oT реакции, протекающей по уравнению:

Fe2O3(к) + 3С = 2Fe + 3СО

Возможна ли реакция восстановления Fe2O3 углеродом при температурах 500 и 1000 К?

Решение. D Н oх.р и D S oх.р находим из соотношений (1) и (2) так же, как в примере 3:

D Н oх.р = [3(-110, 52)+2 × 0] – [-822, 10+3 × 0] = -331, 56+882, 10 = 490, 54 кДж;

D S oх.р = (2 × 27, 2 + 3 × 197, 91) – (89, 96 + 3 × 5, 69) = 541, 1 Дж/К.

Энергию Гиббса при соответствующих температурах находим из соотношения D G oT = D Н oТ D S:

Так как D G 500 > 0, а D G 1000 < 0, то восстановление Fe2О3 углеродом возможно при 1000 К и невозможно при 500 К.

Контрольные вопросы

101. Вычислите D G о298 для следующих реакций:

а) 2NaF(к) + Cl2(г) = 2NaCl(к) + F2(г)

б) PbO2(к) + 2Zn(к) = Pb(к) + 2ZnO(к)

Можно ли получить фтор по реакции (а) и восстановить PbO2 цинком по реакции (б)? Ответ: +313, 94 кДж; -417, 4 кДж.

102. При какой температуре наступит равновесие системы:

4НСl(г) + О2 (г) 2О(г) + 2С12(г); D H = -114, 42 кДж?

Хлор или кислород в этой системе является более сильным окислителем и при каких температурах? Ответ: 891 К.

103. Восстановление Fe3O4 оксидом углерода идет по уравнению:

Fe3О4(к) + СО(г) = 3FeO(к) + СО2(г)

Вычислите D G о298 и сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания этой реакции при стандартных условиях. Чему равно D S о298 в этом процессе? Ответ: +24, 19 кДж; +31, 34 Дж/ (моль • К).

104. Реакция горения ацетилена идет по уравнению:

С2Н2(г)+ 5/202(г) = 2С02(г) + Н2О(ж)

Вычислите D G о298 и D S о298. Объясните уменьшение энтропии в результате этой реакции. Ответ: -1235, 15 кДж; -216, 15 Дж/ (моль • К).

105. Уменьшается или увеличивается энтропия при переходах: а) воды в пар; б) графита в алмаз? Почему? вычислите D S о298 для каждого превращения. Сделайте вывод о количественном изменении энтропии при фазовых и аллотропических превращениях.

Ответ: а)118, 78 Дж/ (моль • К); б) -3, 25 Дж/ (моль • К).

106. Чем можно объяснить, что при стандартных условиях невозможна экзотермическая реакция:

Н2(г) + СО2(г) = СО(г) + Н2О(ж); D Н = -2, 85 кДж?

Зная тепловой эффект реакции и абсолютные стандартные энтропии соответствующих веществ, определите D G о298 этой реакции. Ответ: +19, 91 кДж.

107. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе:

2NO(г) + O2 (г) 2NO2(г)

Ответ мотивируйте, вычислив D G о298 прямой реакции. Ответ: -69, 70 кДж.

108. Исходя из значений стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ, вычислите D G о298 реакции, протекающей по уравнению:

NH3(г) + HCl(г) = NH4Cl(к)

Может ли эта реакция при стандартных условиях идти самопроизвольно? Ответ: -92, 08 кДж.

109. При какой температуре наступит равновесие системы:

СО(г) + 2Н2(г) СН3ОН(ж); D H = -128, 05 кДж?

Ответ:»385, 5 К.

110. При какой температуре наступит равновесие системы:

СН4(г) + СО2(г) = 2СО(г) + 2Н2(г); D Н = +247, 37 кДж?

Ответ:» 961, 9 К.

111. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ вычислите D G о298 реакции, протекающей по уравнению:

4NН3(г) + 5О2(г) = 4NО(г) + 6Н2О(г)

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Ответ: -957, 77 кДж.

112. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ вычислите D G о298 реакции, протекающей по уравнению:

СО2(г) + 4Н2(г) = СН4(г) + 2Н2О(ж)

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Ответ: -130, 89 кДж.

113. Вычислите D Н o, D S oи D G o T реакции, протекающей по уравнению:

Fe2O3(к) + ЗН2(г) = 2Fe(к) + 3Н2О(г)

Возможна ли реакция восстановления Fе2О3 водородом при температурах 500 и 2000 К? Ответ: +96, 61 кДж; 138, 83 Дж/К; 27, 2 кДж; -181, 05 кДж.

114.Какие из карбонатов: ВеСО3 или BaCO3 – можно получить по реакции взаимодействия соответствующих оксидов с СО2? Какая реакция идет наиболее энергично? Вывод сделайте, вычислив D G о298 реакций. Ответ: +31, 24 кДж; -130, 17 кДж;
-216, 02 кДж.

115.На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ вычислите D G о298 реакции, протекающей по уравнению:

СО(г) + 3Н2(г) = СН4(г) + Н2О(г)

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Ответ: -142, 16 кДж.

116. Вычислите D Н o, D S oи D G o T реакции, протекающей по уравнению:

ТiO2(к) + 2С(к) = Ti(к) + 2СO(г)

Возможна ли реакция восстановления TiO2 углеродом при температурах 1000 и 3000 К? Ответ: +722, 86 кДж; 364, 84 Дж/К; +358, 02 кДж; -371, 66 кДж.

117. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих «веществ вычислите D G о298 реакции, протекающей по уравнению:

С2Н4(г) + 3О2(г) = 2СО2(г) + 2Н2О(ж)

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Ответ: -1331, 21 кДж,

118. Определите, при какой температуре начнется реакция восстановления Fе3О4, протекающая по уравнению:

Fe3O4(к) + СО(г) = 3FeO(к) + СО2(г); D Н = + 34, 55 кДж.

Ответ: 1102, 4 К.

119. Вычислите, при какой температуре начнется диссоциация пентахлорида фосфора, протекающая по уравнению:

РС15(г) = РС13(г) + Сl2(г); D Н = +92, 59 кДж.

Ответ: 509 К.

120. Вычислите изменение энтропии для реакций, протекающих по уравнениям:

2СН4(г) = С2Н2(г) + 3Н2(г)

N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г)

С (графит) + О2(г) = СО2(г)

Почему в этих реакциях D S о298 > 0; < 0; @ 0?

Ответ: 220, 21 Дж/К; -198, 26 Дж/К; 2, 93 Дж/К.






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.