Запишите уравнение реакции вашего варианта (см. табл. 1):
Рассчитайте стандартную энтальпию и стандартную энтропию химической реакции.
Покажите, какой из факторов процесса, энтальпийный или энтропийный, способствует самопроизвольному протеканию процесса в прямом направлении.
Определите, в каком направлении при 298 К (прямом или обратном) будет протекать реакция, если все ее участники находятся в стандартном состоянии.
Рассчитайте стандартную энергию Гиббса химической реакции при температуре Т1.
Вычислите константу равновесия этой реакции при температуре Т1 и определите, в каком направлении (прямом или обратном) будет протекать реакция при данной температуре.
Cu(OH)2(к) + 2HCl(ж) = CuCl2(к) + 2H2O(ж)
T1 = 1050 К
Решение
Уравнение реакции:
Cu(OH)2(к) + 2HCl(ж) = CuCl2(к) + 2H2O(ж)
Вычислим стандартную энтальпию реакции на основании следствия из закона Гесса:
ΔH0р = ΔH0(CuCl2) + 2ΔH0(H2O(ж)) – ΔH0(Cu(OH)2) – 2ΔH0(HCl(ж))
Запишем справочные данные.
ΔH0(CuCl2) = –215,6 кДж/моль
ΔH0(H2O(ж)) = –285,83 кДж/моль
ΔH0(Cu(OH)2) = –444,3 кДж/моль
ΔH0(HCl(ж)) = –91,80 кДж/моль
ΔH0р = –215,6 + 2 (–285,83) – (–444,3) – 2 (–91,80) = –159,36 кДж.
Вычислим стандартную энтальпию реакции.
ΔS0р = S0(CuCl2) + 2S0(H2O(ж)) – S0(Cu(OH)2) – 2S0(HCl(ж))
Запишем справочные данные.
S0(CuCl2) = 108,1 Дж/(мольК)
S0(H2O(ж)) = 70,08 Дж/(мольК)
S0(Cu(OH)2) = 84,0 Дж/(мольК)
S0(HCl(ж)) = 186,8 Дж/(мольК)
ΔS0р = 108,1 + 2 70,08 – 84,0 – 2 186,8 = –209,34 Дж/К.
ΔH0р < 0, теплота выделяется
. Энтальпийный фактор способствует протеканию реакции.
ΔS0р < 0, энтропия уменьшается (система становится более упорядоченной). Поэтому энтропийный фактор не способствует протеканию реакции.
Вычислим энергию Гиббса.
ΔG0р = ΔH0р – TΔS0р = –159,36 – 298 (–0,20934) = –96,98 кДж.
ΔG0р < 0, поэтому при стандартных условиях реакция протекает в прямом направлении.
Рассчитываем стандартную энергию Гиббса химической реакции при температуре 1050 К, считая, что в интервале температур 298 – 1050 К энтальпия и энтропия реакции не зависят от температуры.
ΔG01050 = ΔH0р – T1ΔS0р = –159,36 – 1050 (–0,20934) = 60,45 кДж.
При 1050 К ΔG0р > 0, поэтому реакция идет в обратном направлении.
Вычисляем константу равновесия при 1050 К.
ΔG0р = –RTlnKр
lnKр = = –6,9246.
Kр = e–6,9246 = 9,8310–4.
Kр < 1, реакция идет в обратном направлении.
Ответ: ΔH0р = –159,36 кДж; ΔS0р = –209,34 Дж/К; самопроизвольному протеканию процесса в прямом направлении способствует энтальпийный фактор; при 298 К реакция протекает в прямом направлении; ΔG01050 = 60,45 кДж; Kр = 9,8310–4; реакция идет в обратном направлении.
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
