Рассчитайте константу гетерогенного химического равновесия Кс для реакции:
2Ag(к) + Cl2(г) = 2AgCl(к)
если процесс протекает при температуре 350 К и стандартном состоянии реагентов.
Решение
Константы равновесия Кp и энергию Гиббса ΔGo связывает формула
ΔGo=-RTlnKp
где Кp — константа равновесия процесса; R - газовая постоянная; T - абсолютная температура.
Рассчитаем константу равновесия реакции при температуре 298 K, используя формулу:
Таблица 1 - Термодинамические свойства веществ
∆H2980, кДж/моль
S2980, Дж/моль*К
AgCl(к) -126,78 96,23
Cl2(г) 0 222,98
Ag(к) 0 42,55
– стандартные энтальпия образования веществ; – стандартная энтропия вещества.
Рассчитаем энтальпию химической реакции (тепловой эффект химической реакции), используя следствие из закона Гесса.
∆Hr0=νi∆Hi(прод)0-νi∆Hi(исх)0
где, прод – продукты реакции; исх – исходные вещества;
i – стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.
∆Hr0=2·∆H0AgCl-(∆H0Cl2+2∆H0(Ag)=2*-126.78-(0+2*0)=-253,56 кДж
Рассчитаем энтропию химической реакции, используя значения S0(298) для всех веществ, участвующих в реакции.
Значения можно рассчитать по уравнению:
∆Sr0=νiSi(прод)0-νiSi(исх)0
∆Sr0=2·S0AgCl-(S0Cl2+2S0(Ag)=2*96.23-(222.98+2*42.55)=-115,62 Дж/моль
∆G298 0 можно рассчитать по уравнению Гиббса:
∆Gr0=∆Hr0-T∆Sr0=-253560-298∙-115.62=-219.105 кДж
Рассчитаем константу равновесия реакции при температуре 298 K
lnK298=--2191058.31·298=88.48
K298=2,66·1038
Рассчитаем константу равновесия реакции при температуре 350 K
∆Gr0=∆Hr0-T∆Sr0=-253560-350∙-115.62=-213.093 кДж
lnK350=--2131058.31·350=73.27
K350=6,62·1031