Программа учебной дисциплины и контрольные задания по физической и коллоидной химии. Кондрашин В.Ю - 41 стр.

   c) Для набора концентраций (с):
                           Дж                    �          2        �
          � r F � 8,31            · 693 К ·      � ln 10,0 � ln 50,25� � 0.
                                                 ��                  ��
                         моль · К                 � 1,0 · 1,99        �
В данном случае реакционная смесь находится в состоянии равновесия.


     Пример 3. В химическом реакторе бесконечно больших размеров
осуществляется взаимодействие между газообразными веществами:
                           1
                           2   COCl 2 � 12 H 2O � 12 CO 2 � HCl.
      Парциальные давления COCl2, H2O, CO2 и HCl соответственно равны
0,5∙10 , 1,2∙105, 4,0∙105 и 1,6∙105 Па. Вычислите изменение энергии Гиббса при
     5

совершении реакцией одного пробега, если температура 900 К, а стандартное
изменение энергии Гиббса при данной температуре равно –210,5 кДж/моль.
Что можно сказать о возможности протекания этой реакции при указанных
условиях?
                                      Решение
      Стандартным давлением является давление в 1 бар = 105 Па. Тогда
парциальные давления COCl2, H2O, CO2 и HCl в относительных (безраз-
мерных) единицах выразятся делением абсолютных давлений (в Па) на
105 Па: pCOCl2 � 0,5; pH2O � 1,2; pCO2 � 4,0; pHCl � 1,6.
По уравнению изотермы химической реакции:
                                                �p � · p
                                                                 1/2
                                                          CO 2         HCl
                      � rG � � rG0    � RT ln                                       �
                                              �p � ·�p �
                                                               1/2            1/2
                                                      COCl 2           H 2O

               Дж           Дж                   � 4,01/2 · 1,6 �
 � �210 500        � 8,31          · 900K · ln ���    1/2
                                                                  � � �199 900 Дж/моль.
                                                              1/2 �
                                                                  �
              моль        моль · К               � 0,5 · 1,2 �
Поскольку � r G � 0 , реакция будет протекать в указанном направлении.
Ответ. � r G � –199,9 кДж/моль. Реакция возможна.


      Пример 4. Определите константу равновесия реакции SO2 + 1/2O2 =
= SO3 при 700 К, если при 500 К Кр = 588,9 Па-1/2, а тепловой эффект реак-
ции в этом диапазоне температур равен –99,48 кДж/моль.
                                Решение
      Воспользуемся уравнением изобары Вант-Гоффа:
                                                      � r H T2 � T1
                            ln K p ,2 � ln K p ,1 �        ·         �
                                                       R     T1 · T2
                                              41