Примеры задач с решениями

v Задача 1. Не производя вычислений, укажите знак DS следующих процессов:

а) 2NO_(г) + O_2(г) = 2NO_2(г);

б) CO_2(к) = CO_2(г);

в) 2CH₃OH_(ж) + 3O_2(г) = 2CO_2(г) + 4H₂O_(ж).

Решение

В ходе реакций (а) и (в), сопровождающихся уменьшением количества газообразных веществ, энтропия уменьшается (DS<0).Реакция (б) – процесс сублимации (твердое ® газ), энтропия увеличивается (DS>0).

Ответ: а) DS<0; б) DS>0; в) DS<0.

v Задача 2. Оцените термодинамическую возможность прохождения реакции

CaO_(т) + CO_2(г) = CaCO_3(т) в стандартных условиях.

Справочные данные приведены в таблице.

Вещество	кДж/моль	S^0, Дж/(моль^.К)	, кДж/моль
CaO(т) CO2(г) CaCO3(т)	‑ 635,2 ‑ 393,6 ‑ 1207,1	39,8 213,7 92,9	‑ 603,9 ‑ 395,5 ‑ 1129,0

Решение

Способ 1. Стандартная энергия Гиббса химической реакции

.

Способ 2. Значение стандартной энергии Гиббса реакции рассчитываем по формуле , подставляя в нее значения , и с учетом их размерностей.

Стандартная энтальпия химической реакции

Стандартная энтропия химической реакции

.

, в стандартных условиях реакция термодинамически возможна.

Вопросы для самоподготовки

1. Не проводя вычислений, обоснуйте, как изменяется энтропия системы в ходе реакций

4NH_{3 (г)} + 3O_{2 (г)} = 2N_{2 (г)} + 6H₂O _(г);

2NO _(г) + O_{2 (г)} = 2NO_{2 (г)};

C _(т) + H₂O _(г) = CO _(г) + H_{2 (г)}.

2. Рассчитайте по справочным данным значение DS⁰ реакции

С₂H_4(г) + 3O_2(г) = 2CO_2(г) + 2H₂O_(г).

Вещество	, Дж/(моль^.К)
С2H4(г) O2(г) CO2(г) H2O(г)	219,4 205,0 213,2 188,7

3. Рассчитайте значение DG⁰ по справочным данным и оцените возможность самопроизвольного прохождения в стандартных условиях реакции

MgCO_3(т) = MgO_(т) + CO_2(г).

Вещество	DG^0обр, кДж/моль
MgCO3(т) MgO(т) СО2(г)	-1028 - 569 - 395

4. Рассчитайте значение реакции

CCl_4(г) + 4HCl _(г) = СH_4(г) + 4Cl_2(г),

если известны значения = +434 кДж/моль и D = - 117 Дж/(моль^.К). Оцените термодинамическую возможность данной реакции в стандартных условиях.

Дата добавления: 2015-07-14