Руководство к практическим занятиям по общей химии. Смолова Л.М. - 84 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

84
Поскольку ΔG
0
х.р
> 0, восстановление TiO
2
при 298 К невозможно. Согласно за-
кону сохранения энергии для обратного процесса окисления титана оксидом угле-
рода
ΔG
0
= − 614,4 кДж, т.е. обратный процесс возможен.
Пример 7. Реакция восстановления Fe
2
O
3
водородом протекает по уравнению:
Fe
2
O
3 (к)
+ 3H
2
= 2Fe
(к)
+ 3Н
2
О
(г)
, ΔH
0
х..р.
= + 96,6кДж.
Возможна ли эта реакция при стандартных условиях, если изменение энтропии
ΔS
0
= 0,1387 кДж/моль·К? При какой температуре начнется восстановление Fe
2
O
3
?
Решение. Вычисляем ΔG
0
реакции по (4.5):
ΔG
0
x.p.
= ΔH
0
−TΔS
0
= 96,6 − 298·0,1387 = 55,3 кДж.
Так как ΔG >0, то реакция при стандартных условиях невозможна; наоборот,
при этих условиях идет обратная реакция окисления железа (коррозия). Найдем
температуру согласно уравнению (4.7), при которой ΔG = 0 (состояние равновесия);
Тогда
ΔH
0
= T·ΔS
0
, отсюда K5,696
1387,0
61,96
S
H
T
o
o
.равн
==
Δ
Δ
= .
Следовательно, при температуре примерно 696,5 К начнется реакция восстанов-
ления Fe
2
O
3
.
Пример 8. При некоторой температуре Т эндотермическая реакция А → В
практически идет до конца. Определить знак ΔS реакции.
Решение. То, что реакция протекает самопроизвольно в прямом направлении,
указывает на то, что ΔG < 0. Так как реакция эндотермическая, то ΔH > 0. Из урав-
нения (4.5)
ΔG = ΔH − T·ΔS следует, что ·ΔS
0
должна быть > 0.
Пример 9. Не проводя расчётов, определить, какие из перечисленных процес-
сов возможны в изолированной системе:
а) 2NH
3 (г)
= N
2 (г)
+ 3H
2 (г) ,
б) NО
(г)
+ NО
2
(г)
= N
2
О
3
(к)
,
в) 2S
(к)
+ 3O
2 (г)
= 2SO
3 (г)
.
Решение. В изолированной системе (ΔH = 0) критерием самопроизвольного
протекания процесса является увеличение энтропии. Учитывая, что газообразные
вещества имеют большую энтропию, чем жидкие и твердые, заключаем, что с уве-
личением энтропии протекает реакция (а) (из 2 моль газа получается 4 моль). Реак-
ции б) и в) протекают в обратном направлении (в реакции б) из газообразных ве-
ществ получилось кристаллическое, а реакция (в) сопровождается уменьшением
объема газа).
Пример 10. Указать, какие из реакций образования оксидов азота и при каких
температурах (высоких или низких) могут протекать самопроизвольно в стандарт-
ных условиях:

Страницы