Вычислить G1000 и А1000 для следующих реакций. (Ср считать постоянной).
CO(г) + 2H2(г) = CH3OH(ж)
Вещество , кДж/моль , Дж/моль·К Дж/моль·К
CO(г) -110,5 197,4 29,15
H2 0 130,6 28,83
CH3OH(ж) -238,7 126,7 81,6
Ответ
G01000 = 206,343 кДж; А01000 = 338,307 кДж.
Решение
Изменение энергии Гиббса и Гельмгольца рассчитываем по формулам:
G01000 = H01000 - TS01000
A01000 = U01000 - TS01000
Изменение энтальпии и энтропии реакции, при Т = 1000 К и (Ср = const) находим по уравнениям:
H01000 = H0298 +Ср(1000-298)
S01000 = S0298 +Ср ln(1000/298)
Найдем измение энтальпии, энтропии и теплоемкости реакции, при 298 К:
ΔНо298= ΔH0298,f(CH3OH(ж))−ΔH0298,f(CO(г)) −2 ΔH0298,f(Н2) =-238,7-(-110,5)-2·0 = = -128,2 кДж
ΔSо298 = S0298 (CH3OH(ж)) − S0298(CO(г)) −2S0298(Н2) =126,7-197,4-2·130,6 =
= -331,9 Дж/K
ΔCpо298 = Cp0298 (CH3OH(ж)) − Cp0298(CO(г)) −2Cp0298(Н2) =81,6-29,15-2·28,83=
= -5,21 Дж/K
Находим изменение энтальпии и энтропии реакции, при Т = 1000 К и (Ср = const) находим по уравнениям:
H01000 = H0298 +Ср(1000-298) = -128200-5,21(1000-298) = -131857 Дж
S01000 = S0298 +Ср ln(1000/298) = -331,9 -5,21*ln(1000/298) = -338,2 Дж/К
Находим изменение энергии Гиббса
G01000 =H01000 - TS01000 = -131857 – 1000(-338,2) = 206343Дж = 206,343 кДж
Изменение внутренне энергии находим по формуле:
U01000= H01000 - nRT
где, n – изменение числа моль газообразных продуктов реакции и исходных веществ, n=0-3=-3
U01000= -131857 + 3·8,314·1000 = 106,915 Дж
Находим изменение энергии Гельмгольца:
А01000 =U01000 -TS01000=106,915 -1000(-338,2)=338306,9 Дж = 338,307 кДж.
Ответ: G01000 = 206,343 кДж; А01000 = 338,307 кДж.