Вычислить энергию Гиббса реакции при заданной температуре

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 6Следующая ⇒

№	Уравнение реакции	Т, °С
31.	2CO_(г) + SO_{2 (г)} = S_{2 (г)} + 2CO_{2 (г)}	850
32.	2NaHCO_{3 (}_тв_.) = Na₂CO_{3 (}_тв_.) + H₂O₍_г₎ + CO_{2 (}_г₎	900
33.	2NO_{2 (г)} + О_{3 (г)} = О_{2 (г)} + N₂O_{5 (г)}	800
34.	4H₂S₍_г₎ + 2SO_{2 (}_г₎ = 3S_{2 (}_г₎ + 4H₂O₍_г₎	850
35.	4HCl_(г) + O_2(г) = 2H₂O_(г) + 2Cl_2(г)	700
36.	4СО_(г) + 2SO_{2 (г)} = S_{2 (г)} + 4CO_{2 (г)}	850
37.	CH_{4 (г)} + 2H₂S_(г) = CS_{2 (г)} + 4H_{2 (г)}	850
38.	CH_{4 (г)} + 2O_{2 (г)} = CO_{2 (г)} + 2H₂O_(г)	850
39.	CH_{4 (г)} + СO_{2 (г)} = 2CO_(г) + 2H_{2 (г)}	850
40.	CuS_(тв) + O_{2 (г)} = Cu _(т) + SO_{2 (г)}	800
41.	CuSO_{4 (}_тв₎ = CuO₍_тв₎ + SO_{3 (}_г₎	1000
42.	СuСО_{3 (тв)} = CuO_(тв) + СО_{2 (г)}; для CuCO_{3 (тв)}: Δ_fH^o₂₉₈ = -596 кДж/моль, S^o₂₉₈ = 88 Дж/(моль·K), а = 92 Дж/(моль·K), b = 39·10^-3 Дж/(моль·K), c’ = -18·10⁵ Дж/(моль·K)	1000
43.	Fe₂O_{3 (}_тв₎ + 3CO₍_г₎ = 2Fe₍_α₎ + 3CO_{2 (}_г₎	700
44.	Fe₂O_{3 (тв)} + C_{(графит)} = Fe_(α) + CO_{2 (г)}	1500
45.	MgСO_{3 (т)} = MgO_(т) + СO_{2 (г)}	800
46.	Na₂SO_{4 (}_α₎ + 2C₍_графит₎ = Na₂S₍_тв₎ + 2CO_{2 (}_г₎	800
47.	PbCO_{3 (тв)} + H₂S_(г) = PbS_(тв) + H₂O_(г) + CO_{2 (г)}.	500
48.	SiO_{2(кварц-α)} + 4HF_(г) = SiF_{4 (г)} + 2H₂O_(г)	800
49.	CaCO_{3 (кальцит)} = CaO_(тв) + CO_{2 (г)}	800
50.	Al₂O_{3 (}_корунд₎ + Na₂CO_{3 (}_α₎ = 2NaAlO_{2 (}_тв₎ + CO_{2 (}_г₎	450
51.	TiO_{2 (рутил)} + CCl_{4 (г)} = TiCl_{4 (г)} + CO_{2 (г)}	700
52.	2Fe(OH)_3(тв) = Fе₂O_3(тв) + 3H₂O_(г); для Fe(OH)_3(тв): Δ_fH^o₂₉₈=-823 кДж/моль, S^o₂₉₈=-105 Дж/(моль·K), a = 85,51 Дж/(моль·K), b = 123,24·10⁻³ Дж/(моль·K), c’ = −15,12·10⁵ Дж/(моль·K),	900
53.	2PbS_(тв) + 3O_{2 (г)} = 2PbO_{(тв, желтый)} + 2SO_{2 (г)}	500
54.	Ni(OH)_{2 (тв)} = NiO_(тв) + H₂O_(г); для Ni(OH)_{2 (тв):}Δ_fH^o₂₉₈ = -547,1 кДж/моль, S^o₂₉₈ = 88 Дж/(моль·K), а = 88 Дж/(моль·K), b = 93·10^-3 Дж/(моль·K), с’ = 13·10⁵ Дж/(моль·K)	1000
55.	Cu(OH)_{2 (тв)} = CuO_(тв) + H₂O_(г); для Cu(OH)_{2 (тв)}: Δ_fH^o₂₉₈ = -443,09 кДж/моль, S^o₂₉₈ =81 Дж/(моль·K), а = 87 Дж/(моль·K), b = 23,3·10^-3 Дж/(моль·K), с’ = -5,4·10⁵ Дж/(моль·K)	1000
56.	4CuS₍_тв₎ = 2Cu₂S₍_тв₎ + S_{2 (}_г₎	1200
57.	Cu₂O₍_тв₎ + FeS₍_α₎ = Cu₂S₍_тв₎ + FeO₍_тв₎	1200
58.	6FeO_(тв) + 4O_{2 (г)} = 2Fe₃O_{4 (тв)}	1400
59.	3CaSO_{4 (}_тв₎ + CaS₍_тв₎ = 4CaO₍_тв₎ + 4SO_{2 (}_г₎	1000
60.	CaSO_{4 (}_тв₎ + 4CO₍_г₎ = CaS₍_тв₎ + 4CO_{2 (}_г₎	1000

Расчет константы равновесия при заданной температуре

Краткие теоретические сведения

Химическая термодинамика позволяет определить константу равновесия при какой-либо температуре, если известны константы равновесия при другой температуре и тепловой эффект реакции с применением интегральной формы уравнения изобары химической реакции

Уравнение изобары применимо для узкого температурного интервала и широко применяется для оценки констант гидролиза или диссоциации при нагревании растворов, а также для расчета изменения произведения растворимости в зависимости от температуры раствора.

Для расчета константы равновесия при заданной температуре в достаточно широком температурном интервале применяют метод Темкина-Шварцмана или метод приведенных энергий Гиббса. По методу Темкина-Шварцмана вычисляют энергию Гиббса при заданной температуре по уравнению

В этой формуле М₀, М₁, М_-2 – заранее рассчитанные численные значения, являющиеся частью зависимости теплоемкости от температуры.

После расчета энергии Гиббса вычисляют константу равновесия по формуле

Поэтому следует обратить внимание на размерность!!! Энергия Гиббса должна быть выражена в Дж/моль!

По методу приведенных энергий Гиббса вычисляют константу равновесия по формуле

Значения (энтальпии при абсолютном нуле) и (приведенной энергии Гиббса) приводятся в справочной литературе.

Примеры решения задач

Применение уравнения изобары

Пример 4. Вычислить значение константы гидролиза карбоната натрия по первой ступени при 25 и 90°С.

Решение. 1. Составить ионное уравнение первой ступени гидролиза карбонат-иона

2. Составить таблицу справочных данных, необходимых для расчета:

Компонент
, кДж/моль	–230,02	–17,57	–285,83	32,64
, кДж/моль

3. Вычислить изменение энергии Гиббса реакции гидролиза при 25°С

4. Вычислить значение константы гидролиза карбонат-иона по первой ступени при 25°С

5. Вычислить тепловой эффект реакции гидролиза

6. По уравнению изобары химической реакции вычислить константу гидролиза при 90°С

Метод Темкина-Шварцмана

Пример 5. Вычислить энергию Гиббса реакции 4NH_{3 (г)} + 5O_{2 (г)} = 6H₂O_(г) + 4NO_(г) при 850 K.

Решение. 1. Составить таблицу справочных данных, необходимых для расчета:

Компонент	NH₃ _(г₎	O₂ _(г₎	H₂O_(г)	NO_(г)
, кДж/моль	−45,94	0	−241,81	91,26
, Дж·моль⁻¹·K⁻¹	192,66	205,04	188,72	210,64
a, Дж·моль⁻¹·K⁻¹	29,80	31,46	30,00	29,58
b·10³, Дж·моль⁻¹·K⁻¹	25,48	3,39	10,71	3,85
c’·10⁻⁵, Дж·моль⁻¹·K⁻¹	−1,67	−3,77	0,33	−0,59

2. Составить уравнение для расчета теплового эффекта реакции при 298 K и произвести необходимые вычисления:

3. Составить уравнение для расчета изменения энтропии реакции в соответствии с законом Гесса и произвести необходимые вычисления:

4. Пользуясь законом Гесса, найти изменение коэффициентов теплоемкости в ходе процесса:

5. В таблице 45 краткого справочника физико-химических величин находят значения интегралов М₀, М₁ и М_‒2 при температуре 800 K и 900 K. Величины для 850 K находят как среднее арифметическое для значений температуры 800 и 900 K.

T, K	M₀	M₁∙10^‒3	M₂∙10^‒6	M_‒2∙10⁵
800	0,3597	0,1574	0,0733	0,2213
900	0,4361	0,2012	0,1004	0,2521
850	0,3979	0,1793		0,2376

6. Подставить данные в расчетную формулу:

7. Вычислить константу равновесия по формуле:

;

Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 6982; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!