4. Химическое сродство Задачи контрольной работы 31. Теплоты образования оксида (II) и оксида (IV) азота соответственно равны +90,37 кДж и +33,85 кДж. Определите для реакций получения NO и NO2 из простых веществ. Можно ли получить эти оксиды при стандартных условиях? Какой из оксидов образуется при высокой температуре? Почему? 32. При какой температуре наступит равновесие системы 4HCl(г)+O2(г)2H2O(г)+2Cl2(г); Н= -114,42 кДж? Хлор или кислород в этой системе является более сильным окислителем и при каких температурах? 33. Восстановление Fe3O4 оксидом углерода идет по уравнению Fe3O4(к)+CO(г)=3FeO(к)+CO2(г). Вычислите и сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания этой реакции при стандартных условиях. Чему равно в этом процессе? 34. Реакция горения ацетилена идет по уравнению C2H2(г)+5/2O2(г)=2CO2(г)+H2O(ж) . Вычислите . Объясните уменьшение энтропии в результате этой реакции. 35. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе 2NO(г)+O2(г)2NO2(г) Ответ мотивируйте, вычислив прямой реакции. 36. Исходя из значений стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ, вычислите реакции, протекающей по уравнению NH2(Г)+HCl(Г)=NH4Cl(К). Может ли эта реакция при стандартных условиях идти самопроизвольно? 37. Эндотермическая реакция взаимодействия метана с диоксидом углерода протекает по уравнению: CH4(Г)+CO2(Г)=2CO(Г)+2H2(Г) ; H= +247,37 кДж. При какой температуре начнется эта реакция? 38. Определите реакции, протекающей по уравнению : 4HN3(Г)+5O2(Г)=4NO(Г)+6H2O(Г). Вычисления сделайте на основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ. Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? 39. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите реакции, протекающей по уравнению : CO2(Г)+4H2(Г)=CH4(Г)+2H2O(Ж). Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? 40. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите реакции, протекающей по уравнению : CO(Г)+3H2(Г)=CH4(Г)+H2O(Ж). Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Пример решения задач к разделу 4 Стандартные значения энергии Гиббса и энтропии. Вещество G, кДж/моль Вещество S, Дж/моль К BaCO3(к) -1138.8 C(алмаз) 2.44 CaCO3(к) -1128.75 C(графит) 5.69 Fe3O4(к) -1014.2 S(ромб) 31.9 BeCO3(к) -944.75 FeO(к) 54 CaO(к) -604.2 H2O(ж) 69.94 BeO(к) -581.61 NH4Cl(к) 94.5 BaO(к) -528.4 CH3OH(ж) 126.8 CO2(г) -394.38 H2(г) 130.59 FeO(к) -244.3 Fe3O4(к) 146.4 H2O(ж) -237.19 CH4(г) 186.19 H2O(г) -228.59 HCl(г) 186.68 CO(г) -137.27 H2O(г) 188.72 CH4(г) -50.79 N2(г) 191.49 NO2(г) +51.84 NH3(г) 192.5 NO(г) +86.69 CO(г) 197.91 C2H2(г) +209.2 C2H2(г) 200.82 - - O2(г) 205.03 - - H2S(г) 205.64 - - NO(г) 210.2 - - CO2(г) 213.65 - - C2H4(г) 219.45 - - Cl2(г) 222.95 - - NO2(г) 240.46 - - PCl3(г) 311.66 - - PCl5(г) 352.71   Пример 1. Дано уравнение реакции: 3Fe2O3(к) + H2(г) = 2Fe3O4(к) + H2O(г) Н , кДж/моль: -822,2; 0; -1117,1; -241,7; S , Дж/моль К: 87,4; 130,5; 146,2; 188,7; G, кДж/моль: -740,3; 0; -1014,2; -228,6; Найти изменение энтальпии, и определить будет ли протекать процесс самопроизвольно при Т= 298, 500, 1000 К. Решение 1. Определим изменение энтальпии: Н= НКОН - НИСХ = (2 (-1117,1) + (-241,7)) - (3 (-822,2) + 0) = -9,3 кДж/моль 2. Определим изменение энтропии для определения энергии Гиббса S = SКОН - SИСХ = (2*146,2 + 188,7) - ( 3*87,4 +130,5) = 88,4 Дж/моль К 3. Рассчитаем энергию Гиббса для трех температур. G298 = H - TS = -9,3*103 - 298*88,4 = - 35,64 кДж/моль G500 = H - TS = -9,3*103 - 500*88,4 = - 53,5 кДж/моль G1000 = H - TS = -9,3*103 - 1000*88,4 = - 97,7 кДж/моль Следовательно, энергия Гиббса отрицательная величина, поэтому процесс самопроизвольно протекать будет. Пример 2. Восстановление Fe2O3 водородом протекает по уравнению: Fe2O3 (к) + 3H2 (г) = 2Fe (к) + 3H2O (г) ; Н = +96,61 кДж. Возможна ли реакция при стандартных условиях, если изменение энтропии S=0,1387 кДж/моль*К. При какой температуре начнется восстановление Fe2O3? Решение. Вычисляем G реакции G=H - S*T=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: Следовательно при температуре 696,5 К начнется реакция восстановления Fe2O3 . Иногда эту температуру называют температурой начала реакции.

назад | оглавление | вперёд