Химия задача. Решение в данном соединении комплексообразователь Fe

• Название: Решение в данном соединении комплексообразователь Fe
• Анкор: Химия задача
• Дата: 14.01.2022
• Размер: 183.02 Kb.
• Имя файла: zadachi.docx
• Тип: Решение; #330625
• страница: 2 из 7

Р е ш е н и е

По первому следствию из закона Гесса находим Δ_𝑟𝐻₂₉₈⁰ для данной реакции

Oж)–

(Δ_f𝐻₂₉₈⁰ (С₂Н₂г)+3·Δ_f𝐻₂₉₈⁰ (О₂г))= = 2·(–393,51) + (–285,83) – (226,75 + 3·0) = –1299,58кДж.

Данная реакция является экзотермической.

Пример 3.4. Рассчитайте изменение внутренней энергии (ΔU) в химической реакции:

4NH₃ (г) + 5O₂ (г) = 4NO (г) + 6H₂O (г).

Р е ш е н и е

Согласно первому закону термодинамики и уравнению Менделеева-Клапейрона:

Δ_𝑟𝑈₂₉₈⁰ = Δ_𝑟𝐻₂₉₈⁰ – Δn_rRT, (3.9)

Δn_r=∑Δn_прод.˗∑Δn_исх.= (4 + 6) – (4 + 5) = 1, где nr – число моль газообразных веществ,

R (универсальная газовая постоянная) = 8,31·10^-3 Дж/моль·К; Т = 298К;

По первому следствию из закона Гесса определяем энтальпию химической реакции. Δf𝐻₂₉₈⁰ исходных веществ и продуктов реакции находим из табл. П.1.

ΔrH⁰298= 4·Δf𝐻₂₉₈⁰ (NOг) + 6·Δf𝐻₂₉₈⁰ (H2Oг) – 4·Δf𝐻₂₉₈⁰ (NH3г) –

–5·Δ_f𝐻₂₉₈⁰ (О₂г) = 4·91,26 + 6·(–241,81)–4·(–45,94)= –902,06 кДж/моль, Δ_rU⁰₂₉₈ = –902,06 – 8,31·298·10^-3 = – 904,53 кДж.

Пример 3.5. Вычислите термодинамическую вероятность (Δ_𝑟𝐺₂₉₈⁰ ) при Т = 298К для следующей химической реакции :

2СО (г) + 2Н₂ (г) = СН₄ (г) + СО₂ (г)

Рассчитайте предельную температуру равновероятности протекания прямой и обратной реакции. Определите константу равновесия при Т = 298К для данного процесса.

Р е ш е н и е

По первому следствию из закона Гесса рассчитаем стандартные значения энтальпии и энтропии, представленной реакции при Т=298К.

Δ_𝑟𝐻₂₉₈⁰ = Δf𝐻₂₉₈⁰ (СO2 г) + Δf𝐻₂₉₈⁰ (СН4г) ˗2·Δf𝐻₂₉₈⁰ (СO г) ˗2·Δf𝐻₂₉₈⁰ (Н2 г)=

= –393,51+(–74,85)–2·(–110,53)= –247,3кДж = –247300Дж;

Δ_𝑟𝑆₂₉₈⁰ = Δ𝑆₂₉₈⁰ (СO2 г) + Δ𝑆₂₉₈⁰ (СН4г) –2·Δ𝑆₂₉₈⁰ (СO г) ˗2·Δ𝑆₂₉₈⁰ (Н2 г) = = 213,66+186,27–2·197,55 – 2·130,6 = –253,37Дж/ К.

Чтобы понять будет ли реакция протекать самопроизвольно при указанных условиях, вычислим изменение энергии Гиббса, по значению которой можно судить о термодинамической вероятности протекания реакции:

Δ𝑟𝐺2980 = Δ𝑟𝐻2980 – 298 · Δ𝑟𝑆2980

Δ_𝑟𝐺₂₉₈⁰ = –247300 – 298 · (–253,37)= –170901,74Дж = –170,9кДж < 0, следовательно, данная реакция будет протекать самопроизвольно.

При термодинамическом равновесии

– Т_пред. = 0,следовательно, Т_пред. 976,04 К.

При данной температуре осуществляется равновероятностное протекание реакции.

По изотерме Вант-Гоффа найдем значение константы равновесия К²⁹⁸_равн. при Т = 298К, не зависящей от давления:

∆𝐺0 ∆𝐺⁰ −170901

К.

Большое значение К свидетельствует о том, что в стандартных условиях идет прямая реакция (К_равн.> 1) .

Решение типовых задач

Пример 4.1. Для приведенных элементарных (одностадийных) реакций:

а) Н2(г) + S(тв) = Н2S(г);

б) Н2(г) + С2Н4(г) = С2Н6(г)

1. 
   запишите кинетические уравнения;
   
2. 
   укажите кинетический порядок по каждому из реагентов и общий кинетический порядок реакции;
   
3. 
   определите, как изменится скорость каждой реакции при увеличении давления в системе в 2 раза? Свои ответы поясните или подтвердите расчетами.