ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.12.2023
Просмотров: 1380
Скачиваний: 9
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 1
ИОННО-ЭЛЕКТРОННЫЙ МЕТОД УРАВНИВАНИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ.
Варианты заданий для самостоятельной работы
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 2
3.3. Варианты заданий для самостоятельной работы по химической термодинамике и кинетике
Варианты заданий для самостоятельной работы.
Варианты заданий для самостоятельной работы
Термодинамические величины для простых веществ и соединений
Пример2.4.Рассчитать
Н
998
реакции:
2ZnS(тв) +3О2(г) 2ZnO(тв) +2SO2(г).
Решение.По соотношению (2.13) найдем
Н
998
заданной реакции:
H H a(998 298) b(9982 2982 ).
998 298 2
Для вычисления
298,
a, b
используем соотношения (2.2), (2.9),
H
(2.10) и термодинамические данные из прил. 1:
H
298
2H , 298(SO2 ) 2H , 298(ZnO) 2H , 298(ZnS) 3H , 298(O2 )
f f f f
2 (296.9) 2 (349.0) 2 (201.0) 3 0 889.8 кДж;
a 2 a(SO2 ) 2 a(ZnO) 2 a(ZnS) 3 a(O2 )
2 42.55 2 48.99 2 50.88 3 31.46 13.06 Дж/К;
b 2 b(SO2 ) 2 b(ZnO) 2 b(ZnS) 3 b(O2 )
103 (2 12.55 2 5.1 2 5.19 3 3.19) 14.75 103 Дж/К2;
H
998
889 800 13.06 (998 298) 14.75 103 (9982 2982 )
2 892254 Дж 892.25 кДж.
p
с
Пример2.5.Указать направление протекания реакции
Al2O3(тв) +3SO3(г) Al2(SO4)3(тв).
При стандартном состоянии компонентов и Т= 798 К (принять
const ).
Решение.Возможность протекания реакции определяется по стандарт-
798
ному изменению свободной энергии Гиббса ( G
). Используя соотноше-
ние (2.5), запишем:
798 798 798
G H 798 S .
Подставим в полученное соотношение выражения для
H
798
из (2.11) и
для
S
798
из (2.12):
G
H
c (798 298) 798 S
c ln 798 .
798 298 p
298 p
298
Используя термодинамические данные из прил. 1, определим
H
298,
S
298 и
c . Для расчета
H
298
используем соотношение (2.2):
p
H
298
H , 298 (Al2 (SO4 )3) 3H , 298(SO3) H , 298 (Al2O3)
f f f
3434 (3 (395.2) 1675) 573.4 кДж.
S
Из соотношения (2.3) рассчитывается
298 :
S
S
(Al2 (SO4 )3) 3S
(SO3) S
(Al2O3)
298 298
298
298
239.2 (3 256.23 50.94) 580.43 Дж/К.
Из соотношения (2.8) определяется
c :
p
c c (Al (SO ) ) 3c (SO ) c (Al O )
p p 2 4 3 p 3 p 2 3
259.3 3 50.63 79.0 28.41 Дж/К.
Подставив найденные значения
H
, S
и c
в выражения для
G
798
, получим:
298 298 p
G 573400 28.41 500 798 580.43 28.41 ln 798
798 298
558863.25 Дж 558.86 кДж.
Отрицательное значение мом направлении.
G
798
показывает, что реакция пойдет в пря-
ции:
Пример2.6.Рассчитать константу равновесия при Т= 700 К для реак-
2С(графит) 2Н2(г) С2Н4(г)
Решение.Воспользовавшись соотношением (2.15), запишем для условия
задачи:
G 8.31 700 ln K.
Рассчитаем
G
700
700 p
по соотношению (2.5):
G Н 700 S .
Определим
H
700
700 700 700
по соотношению: (2.13):
H H a(700 298) b(7002 2982 ).
700 298 2
Определим
S
700
по соотношению (2.14):
S S
аln 700 b(700 298).
700 298
298
H
Подставим значения
700 и
S
700
в соотношение (2.5), получим:
G Н a(700 298) b(7002 2982 )
700 298
700 S
2
аln 700 b(700 298).
700
298
Для расчета H , S , aи bиспользуются термодинамические
298 298
данные из прил. 1. Рассчитываются значения H , S
, a
и b
по со-
298 298
f f f
отношениям (2.2), (2.3), (2.9), (2.10) соответственно:
H
298
S
H , 298 (С2Н4 ) 2H , 298 (С) 2H , 298(Н2 )
52.28 2 0 2 0 52.28 кДж.
S , 298(С2Н4 ) 2S , 298(С) 2S , 298(Н2 )
298 f f f
219 2 130.6 2 5.74 53.28 Дж.
a 4.19 2 27.28 2 17.15 84.67 Дж/K.
b (154.59 2 3.26 2 4.27) 103 139.53 103 Дж/K2.
Подставив числовые значения
H
, S
, a
и b
в выражение для
G
700
, получим:
G
700
298 298
52280 84.67 402 139.53 103 (7002 2982 ) 2
700 53.28 84.67 ln 700 139.53 103 402 94879 Дж.
Теперь определим
298
Kp по соотношению (2.15): 94979 8.31 700ln Kp,
ln Kp 16.31
Пример2.7.Для реакции
Kp 8.3 108.
Fe2O3(тв) +H2(г) 2FeO(тв) +H2O(г)
при Т= 1000 К и Kр = 1.14. определить, в каком направлении протекает про- цесс при следующих значениях исходных парциальных давлений компонен-
тов:
pH2O 1.2 атм; pH2 =0.4 атм.
Решение.Направление реакции определяется знаком
GT, что может