Тепловые эффекты химических реакций

border="0" />м3

773 10 705 800 2

Решение:



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