Общая химия. Семинарские и практические занятия. Торосян В.Ф - 60 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

62
В таблице стандартных энтальпий образования и энтропий веществ
найдем значения Δ
ƒ
Н
0
, S
0
при Т = 298 К для исходных веществ и
продуктов реакций.
Таблица 2.5
Вещество Δ
ƒ
Н°, кДж/моль S°, Дж/(моль·К)
Fe
2
O
3
(к) −821,3 89,8
Н
2
(г) 0 130,6
Fe(к) 0 27,15
Н
2
О(г) −247,7 188,8
Рассчитаем стандартные энтальпию и энтропию реакции:
Δ
Н
0
= 3 Δ
ƒ
Н
()
2
0
HOгаз
− Δ
ƒ
Н
23
0
Fe O
= 3(−241,7) − (−821,3) = 96,2 кДж;
Δ
S° = (2 S
0
Fe
+ 3 S
()
2
0
HOгаз
) − (S
23
0
Fe O
+ 3 S
2
0
H
) = (2·27,15 + 3·188,8) − (89,8 +
+3·130,6) = 139,1 Дж/К.
Стандартная энергия Гиббса реакции равна:
Δ
G
0
= ΔН
0
− T ΔS
0
= 96200 − 298·139,1 = 5478 Дж = 54,75 кДж.
При Т = 298 К невозможно восстановление Fe
2
O
3
(к) водородом до
свободного металла, так как Δ
G
0
> 0, реакция будет протекать в
обратном направлении.
Задача 5.
Определите температуру начала самопроизвольного процесса
СН
4
+ 2Н
2
О(г) = СО
2
+ 4 Н
2
при стандартных условиях. Зависимостью Δ
Н° и ΔS° от температуры
пренебречь.
Решение:
Определим энтальпию и энтропию реакции (по закону Гесса) при
298 К:
Δ
Н
0
= Δ
ƒ
Н
2
0
СО
+ 4 Δ
ƒ
Н
2
0
Н
− Δ
ƒ
Н
4
0
СН
− 2 Δ
ƒ
Н
()
2
0
НОгаз
=
=−396,3 + 4·0 – (−74,85) − 2(−241,84) = 162,23 кДж;
Δ
S
0
= S
2
0
СО
+ 4 S
2
0
Н
− S
4
0
СН
− 2 S
()
2
0
НОгаз
=
= 213,6 + 4·130,6 – 186,19 −2·188,8 = 172,21 Дж/К.
При стандартной температуре:
Δ
G
0
= ΔH
0
−TΔS
0
= 162230 − 298·172,21 = 1109000 Дж = 110,9 кДж. Так
как Δ
S
0
> 0 (при Т = 298 К), то при увеличении температуры возрастает
энтропийный фактор процесса (увеличивается произведение
TΔS) и
может произойти смена знака энергии Гиббса. В момент равновесия
Δ
G
0
= 0, а температура Т
равн
= ΔH
0
/ΔS
0
= 162230/172,21 = 942 К.
Следовательно, при
Т > 942 К и стандартном состоянии реагентов
реакция может протекать самопроизвольно в прямом направлении.
Задача 6.

Страницы