Определение возможности протекания химической реакции

уникальность
не проверялась

Аа

6260 символов

Химия

Контрольная работа

Реферат.Справочник
Контрольные работы по химии
Определение возможности протекания химической реакции

Определение возможности протекания химической реакции .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Определение возможности протекания химической реакции. Для реакций, соответствующих вашему варианту (табл. 1), выполните следующие задания (справочные величины, необходимые для расчетов, возьмите в прил. 1): 1. Рассчитайте тепловой эффект реакции в стандартных условиях ΔН0298. Укажите, выделяется или поглощается теплота при протекании этой реакции. Каким будет тепловой эффект реакции, если в ней расходуется 1кг одного из исходных веществ? 2. По уравнению реакции и агрегатным состояниям веществ качественно оцените изменение энтропии реакции (ΔS > 0, ΔS < 0 или ΔS ≈ 0). Объясните полученный результат. 3. Рассчитайте изменение энтропии реакции в стандартных условиях ΔS0298 по значениям стандартных энтропий участников реакции S0298. 4. Качественно оцените возможность самопроизвольного протекания реакции при высоких и низких температурах. 5. Рассчитайте изменение энергии Гиббса ΔG0Т реакции, протекающей при стандартном давлении и температурах Т1 = 298 К и Т2, допуская, что ΔН0298 и ΔS0298не зависят от температуры. 6. Постройте график зависимости ΔG0Т от температуры. Укажите, как влияет температура на возможность самопроизвольного протекания реакции в прямом направлении. 7. Выразите константу равновесия реакции KP через парциальные давления участников реакции. Рассчитайте термодинамическую константу равновесия реакции, протекающей при Т1 = 298 К и Т2. Укажите, при какой из этих температур равновесная смесь богаче продуктами реакции. 8. Определите температуру, при которой изменяется направление реакции. Укажите, в каком направлении будет протекать реакция при температуре, которая выше найденной. Исходные данные. Реакция 4FeS2(тв) + 11O2(г) = 2Fe2O3(т) + 8 SO2(г), T2 = 400 K.

Нужно полное решение этой работы?

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

Вычислим тепловой эффект реакции при стандартных условиях. При изобарном процессе Q = -∆H0298. Изменение энтальпии реакции рассчитаем согласно первому следствию из закона Гесса.
Выпишем из справочника необходимые данные:
Параметр Fe2O3(т) О2(г) FeS2(тв) SO2 (г)
fH0298, кДж/моль -821,32 0 -177,4 -296,9
S0298, Дж/К*моль 89,96 205,03 53,14 248,1
∆rH0298 = ∑n*∆fH0298прод - ∑m*∆fH0298 исх.
∆rH0298 = 2*∆fH0298(Fe2O3(т)) + 8*∆fH0298(SO2(г)) – 4*∆fH0298(FeS2(тв)) = 2*(-821,32) + 8*(-296,9) - 4*(-177,4) = -3308,24 кДж/моль.
преподаватель указал, что в формуле стоят количества моль, размерность ∆rH0298 «кДж».
Так как ∆rH0298 < 0, при протекании реакции тепло выделяется, реакция экзотермическая.
Рассчитаем, сколько теплоты выделится, если в реакции израсходуется 1 кг пирита. Находим количество вещества пирита:
n(FeS2) = m(FeS2)/M(FeS2) = 1000/119,98 = 8,33 моль.
Q = 3308,24*8,33 = 27557,6 кДж.
Изменение энтропии характеризует меру беспорядка (упорядоченности) системы.
В данной реакции при взаимодействии 11 моль простого газообразного вещества образуется 8 моль газообразного; энтропия уменьшается.
Здесь требует изменить формулировку, и в общем правильно, «соответственно, величина ∆S уменьшается (∆S <0).
Расчет изменения энтропии системы также произведем по следствию из закона Гесса
∆rS0298 = ∑n*S0298прод - ∑m*S0298 исх.
∆rS0298 = 2*S0298(Fe2O3(т)) + 8*S0298(SO2(г)) – 4*S0298(FeS2(тв)) – 11*S0298(O2) = 2*89,96 + 8*248,1 – 4*53,14 – 11*205,03 = -303,17 Дж/моль*К.
Здесь размерность также без «моль», так как расчет произведен с учетом количеств веществ.
Условием возможности самопроизвольного протекания реакции при заданной температуре является соблюдение неравенства ∆rG0298<0 .
При изобарно-изотермических процессах изменение энергии Гиббса системы учитывает влияние и энтальпийного, и энтропийного факторов:
∆G0298 = ∆H0298 – T*∆S0298.
При низких температурах (Т→0) вкладом компонента T*∆rS0298 в изменение величины ∆rG0298 можно пренебречь, тогда направление протекания реакции будет определять энтальпийный фактор (∆G0298 ≈ ∆H0298). Так как ∆H0298 < 0, то и ∆G0298 < 0, что свидетельствует о возможности протекания реакции будет протекать в прямом направлении.
При высоких температурах ∆G0298 ≈ – T*∆S0298. В нашем примере ∆rS0298 < 0, тогда с ростом температуры величина ∆G0298 будет стремиться к положительному значению, протекание прямой реакции будет становиться маловероятным

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу