Тепловые эффекты химических реакций
border="0" />м3Решение:
1) Вычисление стандартного сродства веществ А и В при 298 К;
2)Вычисление констант равновесия и при температуре 773 К.
Вещество |
|
, Дж/моль∙К |
Температурный интервал | ||
0 | 16,86 | 4,77 | – 8,54 | 298…2500 | |
0 | 31,46 | 3,39 | – 3,77 | 298…3000 | |
-110,53 | 28,41 | 4,10 | – 0,46 | 298…2500 | |
- | 28,41 | 4,10 | – 0,46 | 298…2500 | |
- | 48,32 | 8,16 | 12,31 | 298…2500 | |
-9,47 | – 19,91 | –4,06 | –12,77 | 298…2500 |
Константу равновесия можно найти из соотношения:
3)Определение количества прореагировавшего твёрдого углерода, если объём системы м3, а исходное давление газа равно Па
, что говорит о том, что смесь неравновесная
2 |
,
Равновесные парциальные давления определим по закону Дальтона:
;
;
где - общее давление. Закон действующих масс для данной реакции запишется так:
С учетом того, что углерода расходуется в 2 раза больше, чем кислорода, то количество прореагировавшего углерода составит 0,005 молей.
4) Определение изменения энергии Гиббса для начала реакции
Самостоятельная работа № 5
Вариант 8
Зависимость константы равновесия реакции от температуры (табл. 9) выражается уравнением коэффициенты a, b, c и d приведены в табл. 1, давление выражено в Паскалях:
определите константу равновесия реакции при Т, К;
постройте график зависимости в интервале температур от (Т – 100) до (Т + 100) К;
укажите, как изменяется константа равновесия при повышении температуры;
определите тепловой эффект реакции при Т, К;
сопоставьте тепловой эффект, вычисленный в п. 4, с тепловым эффектом, вычисленным по закону Кирхгофа при температуре Т, К;
определите стандартное сродство реагирующих веществ при температуре Т, К.
Реакция (А) | К | Т, К |
500 |
Таблица 1
a | b | c | d |
– 4600 | 0,623 | – 0,001 02 | 17,776 |
Решение:
1)Определение константы равновесия при 500 К.
Заменяем десятичный логарифм натуральным, для чего умножаем обе части уравнения на .
Подставляем значение Т в полученное уравнение:
2)Построение графика зависимости в интервале температур от 400 до 600 К;
400 | 7,489 | 475 | 9,724 | 550 | 10,558 |
425 | 8,156 | 500 | 9,747 | 575 | 10,908 |
450 | 8,747 | 525 | 10,173 | 600 | 11,228 |
3) Константа равновесия при повышении температуры увеличивается. Принимаем Т=1000К и повторяем расчет. Функция экспоненты в степени х является возрастающей, значит чем больше значение логарифма функции, тем больше сама функция.
4)Определение стандартного теплового эффекта при Т=500К
5)Сопоставление теплового эффекта, вычисленного в п. 4, с тепловым эффектом, вычисленным по закону Кирхгофа при температуре 500 К;
Сначала вычисляем стандартный тепловой эффект при 298 К.
Вычисление теплоёмкостей конечных и исходных продуктов реакции. Значения и взяты из приложения 1 методического пособия.
Небольшая разница возникает из-за погрешности вычисления.
6) Вычисление стандартного сродства веществ А и В при 500 К;
Самостоятельная работа №7
Вариант № 8
Вычислите константу равновесия Кр реакции при заданной температуре Т. Для расчета воспользоваться методом Темкина — Шварцмана и прил. 1 и 2.
Реакция | Т, К |
400 |
Воспользуемся формулой:
Вещество |
, Дж/моль∙К |
5,75 | 175,11 | — | – 57,85 |
28,41 | 4,10 | – 0,46 | — |
22,47 | 201,80 | — | – 63,50 |
22,47 | 201,80 | — | – 63,50 |
34,16 | 179,21 | – 0,46 | – 57,85 |
−11,69 | 22,59 | – 0,46 | – 5,65 |