Сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания при стандарт-ных условиях реакции H2S(г) + O2(г) H2O(г) + SO2(г). Рассчитайте температуру, выше которой реакция протекает самопроизвольно в обратном направлении.
Решение
Расставим коэффициенты в уравнении реакции:
2H2S(г) + 3O2(г) = 2H2O(г) + 2SO2(г)
Возможность протекания реакции в прямом направлении определяется знаком энергии Гиббса реакции: при ∆G < 0 – возможно самопроизвольное протекание реакции, при ∆G > 0 – протекание реакции невозможно.
По следствию из закона Гесса: тепловой эффект химической реакции равен разности сумм теплот образования продуктов реакции и исходных веществ (с учетом стехиомет-рических коэффициентов):
= Ʃ(пр-тов) – Ʃ(исх
. в-в)
Выпишем стандартные энтальпии образования и энтропии веществ, участвующих в реакции:
Вещество , кДж/моль , Дж/(моль∙К)
H2S(г) –20,60 205,70
О2(г) 0 205,04
H2О(г) –241,81 188,72
SO2(г) –296,90 248,07
Находим тепловой эффект реакции при стандартных условиях:
= – =
= [2·(–241,81) + 2·(–296,90)] – [2·(–20,60) + 3· 0] = –1036,22 кДж
Аналогично находим энтропию реакции:
= – =
= (2·188,72 + 2·248,07) – (2·205,70 + 3· 205,04) = –152,94 Дж/К
Находим энергию Гиббса реакции при стандартных условиях:
–1036,22 – 298∙(–152,94∙10–3) = –990,64 кДж
Так как то при стандартных условиях возможно самопроизвольное протека-ние реакции в прямом направлении.
Считая, чтои не зависят от температуры, рассчитаем температуру, выше которой реакция протекает самопроизвольно в обратном направлении:
К
Таким образом, самопроизвольное протекание реакции в обратном направлении воз-можно при температуре выше 6775 К.
Ответ: возможно; выше 6775 К