Сборник задач и упражнений по химии с решением. Лебедева М.И - 38 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

= 314,22 - (-45,94 - 92,31) = -175,97 кДж.
∆S
0
.
= )SS(S
0
HCl
0
NH
0
ClNH
34
+− = 95,81 - (192,66 + 186,79) =
= -283,64 Дж/К.
∆G
0
= -175,97 - 298(-283,64•10
-3
) = -91,45 кДж.
Так как ∆G < 0, то реакция протекает самопроизвольно при стандартных условиях.
П р и м е р 43 Реакция восстановления Fe
2
O
3
водородом протекает по уравнению:
Fe
2
O
3(кр)
+ 3H
2(г)
= 2Fe
(кр)
+ 3H
2
O
(г)
; ∆H = +96,61 кДж.
Возможна ли эта реакция при стандартных условиях, если изменение энтропии ∆S = 0,1387
кДж/(моль•K)? При какой температуре начнется восстановление Fe
2
O
3
?
Решение Вычисляем ∆G реакции:
∆G = ∆H - T∆S = 96,61 - 298•0,1387 = +55,28 кДж.
Так как ∆G > 0, то реакция при стандартных условиях невозможна; наоборот, при этих условиях
идет обратная реакция окисления железа (коррозия).
Найдем температуру, при которой ∆G = 0:
∆H = T∆S; T = ∆H/ ∆S = 96,61/0,1387 = 696,5 К.
Следовательно, при температуре 695,5 К начнется реакция восстановления Fe
2
O
3
. Иногда эту тем-
пературу называют температурой начала реакции.
П р и м е р 44 Вычислите ∆H
0
х.р
, ∆S
0
х.р
, ∆G
0
T
реакции, протекающей по уравнению:
Fe
2
O
3(кр)
+ 3С
(графит)
= 2Fe
(кр)
+ 3CO
(г)
.
Возможна ли реакция восстановления Fe
2
O
3
углеродом при температурах 500 и 1000 К?
Решение ∆H
х.р
. и ∆S
х.р
находим из соотношений (4.1.2) и (4.1.3), как в примере 4.1.5:
∆H
х.р
. = [3(-110,53) + 2•0] - [-822,16+3•0] =
= -331,56 + 822,10 = +490,57 кДж;
∆S
х.р
= (2•27,15 + 3•197,55) - (87,45 + 3•5,74) = 542,28 Дж/К.
Энергию Гиббса при соответствующих температурах находим из соотношения (4.1.4):
∆G
500
= 490,57 - 500•542,28/1000 = 219,43 кДж;
∆G
1000
= 490,57 - 1000•542,28/1000 = -51,71 кДж.
Так как ∆G
500
> 0, а ∆G
1000
< 0, то восстановление Fe
2
O
3
углеродом возможно при 1000 К и невоз-
можно при 500 К.
Задачи
При решении задач данного раздела использовать таблицу 4.
261 Теплоты растворения сульфата меди (CuSO
4
) и медного купороса (CuSO
4
•5H
2
O), равны -66,11
кДж и 11,72 кДж соответственно. Вычислите теплоту гидратации сульфата меди.
262 Вычислите тепловой эффект и напишите термохимическое уравнение реакции горения одного
моля этана (C
2
H
6
(г)), в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Сколько теплоты
выделится при сгорании этана объемом 1 м
3
(н.у.)?
263 Реакция горения бензола выражается термохимическим уравнением: C
6
H
6(ж)
+ 7/2O
2(г)
= 6CO
2(г)
+ 3H
2
O
(г)
. Вычислите тепловой эффект этой реакции.

Страницы