В) Влияние изменения концентрации на смещение химического равновесия.

Согласно принципу Ле Шателье увеличение концентрации любого из участников реакции вызывает смещение равновесия в сторону той реакции, которая приводит к уменьшению концентрации этого вещества.

- при повышении концентрации одного из исходных веществ возрастает скорость прямой реакции и равновесие сдвигается в направлении образования продуктов реакции и наоборот;

- при повышении концентрации одного из продуктов реакции возрастает скорость обратной реакции, что приводит к смещению равновесия в направлении образования исходных веществ и наоборот.

Поэтому при уменьшении концентрации воды равновесие смещается в сторону прямой реакции:

(г) + (г)  3S(ТВ) + (г) + Q

В гетерогенных реакциях учитываются только концентрации газов.

Начальная концентрация  равна 5 моль/л, начальная концентрация  равна 2 моль/л, а к моменту наступления равновесия прореагировало 50% сероводорода.

(г) + (г)  3S(ТВ) + (г)

Равновесная концентрация    рассчитывается:

С_равн = С_нач – 0,5  С_нач = 2,5 моль/л,

 а равновесная концентрация SO ₂ : для образования продуктов SO ₂ затрачивается в два раза меньше, чем сероводорода (исходя из стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции)

 С_равн = С_нач - С_{прореаг} = 2 - 0,5  С_{прореаг} )= 2 – 0,5  = 0,75 моль/л.

Равновесная концентрация будет равна С_{прореаг} ) т.е. 2,5 моль/л

Выражение для константы равновесия данной реакции имеет следующий вид:

Кр =  = = 1,33

Задание 10. Для данной реакции рассчитайте изменение энтальпии , энтропии  и энергии Гиббса . Рассчитайте температурную область самопроизвольного протекания реакции.

(Для расчета используйте данные таблицы стандартных термодинамических потенциалов)

Термодинамические потенциалы некоторых веществ

Вещество	DHo298 кДж моль	So298 Дж моль∙К	Вещество	DHo298 кДж моль	So298 Дж моль∙К
CO (г)	-110,5	197,4	H2 (г)	0	130,6
CO2 (г)	-393,51	213,6	O2 (г)	0	205,03
Вещество	DHo298 кДж моль	So298 Дж моль∙К	Вещество	DHo298 кДж моль	So298 Дж моль∙К
H2O (к)	-291,85	44,1	O3 (г, озон)	142,3	238,8
H2O (ж)	-285,84	69,96	C (графит)	0	5,74
H 2O (г)	-241,84	188,74	C (алмаз)	1,897	2,38
H2O2 (ж)	-187,02	105,86	N2 (г)	0	191,5
H2S (г)	-20,15	205,64	Cl2 (г)	0	223,0
H2SO4 (ж)	-805	156,9	Al (к)	0	28,31
Al2O3 (к)	-1675	50,94	Mg (к)	0	32,55
CaO (к)	-635,1	39,7	Fe (т)	0	27,15
CaCO3 (т)	-1206	92,9	S (ромбическая)	0	31,88
FeO (т)	-263,68	58,79	СН4 (г) метан	-74,85	186,19
Fe2O3 (к)	-821,32	89,96	С2Н2 (г) ацетилен (этин)	226,8	200,8
HCl (г)	-92,30	186,70	С2Н4 (г) этилен (этен)	52,28	219,4
MgO (к)	-601,24	26,94	С2Н6 (г) этан	-84,67	229,5
MgCO3 (т)	-1096,21	65,69	ССl4 (г) тетрахлорметан	-106,7	309,7
NH3 (г)	-46,9	192,50	СН4О (ж) метиловый спирт	-238,7	126,7
NO (г)	90,37	210,62	СН4О (г) метиловый спирт	-201,2	239,7
NO2 (г)	33,89	240,45	С2Н6О (ж) этиловый спирт	-277,6	160,7
N2O4 ( г)	9,37	304,3	С2Н6О (г) этиловый спирт	-235,3	282,0
SO2 (г)	-296,9	248,1	С2Н4О2 (ж) уксусная к-та	-484,9	159,8
SO3 (г)	-395,2	256,23	С2Н4О2 (г) уксусная к-та	-437,4	282,5
COCl2(г)	-223,0	289,2	CH3–CHO(ж)	-166,0	264,2
Si(тв)	0	18,72	C6H6(ж) бензол	49,04	173,2
SiO2(т)	-859,3	42,09	NH4Cl(т)	-315,39	94,56
Al2O3(т)	-1675	50,94	SiH4(г)	34,7	204,56

MgO (тв) + (г)   (тв)

Расчет энтальпии (ΔН₂₉₈^°):

_Δ Н^°₂₉₈=Σ _ΔН_{продуктов реакции} – Σ _ΔН_{реагентов}

из приложения Таблицы стандартных термодинамических потенциалов выбираем значения _ΔН^°₂₉₈ для веществ, участвующих в реакции и подставляем их в расчетную формулу:

_Δ Н^°₂₉₈=Σ _ΔН_{продуктов реакции} – Σ _ΔН_{реагентов}= _ΔН₂₉₈^° ( ) - _ΔН₂₉₈^°(СО₂) –

- _ΔН₂₉₈^° (MgO) = -1096,21 –(-393,51)-(-601,24) = -101,46 кДж/моль

Расчет энтропии (Δ S ^° ₂₉₈ ):

Δ S ^° ₂₉₈ =Σ _Δ S _{продуктов реакции} – Σ _Δ S _{реагентов}

из таблицы стандартных термодинамических потенциалов выбираем значения Δ S ^° ₂₉₈ для веществ, участвующих в реакции и подставляем их в расчетную формулу:

Δ S ^° ₂₉₈ =Σ _Δ S _{продуктов реакции} – Σ _Δ S _{реагентов} = Δ S ^° ₂₉₈ ( ) - Δ S ^° ₂₉₈ (СО₂) - Δ S ^° ₂₉₈ (MgO) =65,69 – 26,94 – 213,6 = -174,85  = -0,17485 .

Расчет энергии Гиббса (_Δ G ^° ₂₉₈ ):

_Δ G ^° ₂₉₈ = _ΔН^°₂₉₈ – T ∙Δ S ^° ₂₉₈

по полученным данным рассчитываем энергию Гиббса (при стандартных условиях Т = 298К):

_Δ G ^° ₂₉₈ = _ΔН^°₂₉₈ – T ∙Δ S ^° ₂₉₈ = -101,46 кДж/моль – 298К∙(-0,17485 )=

= -49,3547 кДж/моль.

Определение температурной области самопроизвольного протекания реакции:

реакция протекает самопроизвольно, если _Δ G ^° ₂₉₈ ≤ 0, следовательно:

_Δ Н^°₂₉₈– T ∙ _Δ S ^° ₂₉₈ ≤ 0, отсюда

Т ≥

Т ≥

Т ≥ 580,27 К, т.е. самопроизвольное протекание реакции возможно при температуре, больше 580,27 К.

---

Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 82; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!