Рассчитайте тепловой эффект реакции при стандартных условиях. Сколько тепла выделится (поглотится) в пересчете на массу (объем) вещества А?
2. Рассчитайте изменение энтропии при стандартных условиях, объясните знак изменения 298 0 S химической реакции.
3. Дайте качественную оценку возможности процесса на основе энтальпийного и энтропийного фактора.
4. Рассчитайте изменение энергии Гиббса при стандартных условиях и при температуре Т, сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания процесса.
Дано:
2NaH(т) + H2O(ж) = 2Na+ (aq) + OH-( aq) + H2↑
Вещество А : NaH(т), 1 кг
Т = 278К
Решение
1. Выпишем справочные термодинамические данные для веществ:
NaH(т) H2O(ж) Na+ (aq) OH-( aq) H2
Δ f Н°298,кДж/моль - 56,4 - 285,8 - 240 - 230 0
S°298,Дж/мольК
40 70 60 - 10,5 130,5
Δ G°298,кДж/моль - 38 -237,2 - 262 - 157 0
Согласно 1 следствию из закона Гесса, тепловой эффект реакции:
Δ Н°298 = ∑ n Δ f Н°298(продуктов) - ∑ n Δ f Н°298(исходных)
Данная формула отражает первое следствие из закона Гесса – тепловой эффект реакции равен сумме стандартных энтальпий образования продуктов реакции за вычетом суммы стандартных энтальпий образования исходных веществ с учетом их стехиометрических коэффициентов.
n – стехиометрические коэффициенты ( коэффициенты в уравнении реакции).
Для нашей реакции:
2NaH(т) + H2O(ж) = 2Na+ (aq) + OH-( aq) + H2↑
Δ Н°298 = (2Δ f Н°298 Na+ (aq) + Δ f Н°298 OH-( aq) + Δ f Н°298 H2) –
- ( 2 Δ f Н°298 NaH(т) + Δ f Н°298 H2O(ж)) =
= ( 2 ∙ ( -240) + (-230) + 0) – ( 2 ∙ ( -56,4) + ( -285,8)) = - 480 – 230 + 112,8 +
+ 285,8 = - 311,4 кДж
Δ Н < 0, реакция экзотермическая, идет с выделением тепла.
Термохимическое уравнение реакции:
2NaH(т) + H2O(ж) = 2Na+ (aq) + OH-( aq) + H2↑; Δ Н°298 = - 311,4 кДж
Рассчитаем, сколько теплоты выделится, если в реакцию вступает 1 кг NaH(т)
Согласно термохимическому уравнению реакции, если вступает в реакцию 2 моль NaH(т), то выделяется 311,4 кДж теплоты.
Так как 1 моль NaH имеет массу 24 г ( молярная масса 24 г/моль), то в 1 кг (1000г) содержится 41,67 моль
Составим пропорцию:
При реакции 2 моль NaH(т) выделяется 311,4 кДж
При реакции 41,67 моль NaH(т) выделяется х кДж
х = 41,67 ∙ 311,42 = 6488 кДж
При реакции 1 кг NaH(т) выделяется 6488 кДж теплоты
2
. Рассчитаем изменение энтропии.
Изменение энтропии в результате протекания реакции при стандартных условиях равно сумме энтропий продуктов реакции за вычетом суммы энтропий исходных веществ с учетом коэффициентов.
Δ S°298 = ∑ n S °298(продуктов) - ∑ n S °298(исходных в-в)
Δ S°298 = (2S°298 Na+ (aq) + S°298 OH-( aq) + S°298 H2) –
- ( 2 S°298 NaH(т) + S°298 H2O(ж)) = ( 2 ∙ 60 + ( - 10,5) + 130,5) – ( 2∙ 40 + 70) =
= 120 – 10,5 + 130,5 – 80 – 70 = 90 Дж/К
В результате реакции энтропия увеличилась
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
