1 курс (энергетики) / защита работы 2 / Защита 2-5а
.pdf
Защита №2 Билет №5
Задача 1.
CaCO3(тв) → CaO(тв)+ CO2(г)
T = 298K
p(CO2 ) 10 5 Па
Стандартная энтальпия реакции:
r H0298 f H0298 (продуктов реакции) f H0298 (исходных веществ)
f H0298 (CaO(тв) ) f H0298 (CO2(г) ) f H0298 (CaCO3(тв) )
635,1 кДж/моль 393,51 кДж/моль 1206 кДж/моль 177,39 кДж 177390 Дж
Стандартная энтропия реакции:
rS0298 S0298 (продуктов реакции) S0298 (исходных веществ)
S0298 (CaO(тв) ) S0298 (СO2(г) ) S0298 (CaCO3(тв) )
39, 7 Дж моль К 213,6 Дж моль К 92,9 Дж моль К 160, 4 Дж К
Стандартное значение изменения энергии Гиббса при T=298K:
rG0298 r H0298 T rS0298 177390 Дж 298K 160, 4 Дж K 129591 Дж
Переведем значение парциального давления из паскалей в относительную безразмерную величину.
p(CO2 ) 10 5 Па 10 5 Па 10 10 105 Па
Рассчитаем изменение энергии Гиббса при T=298K и указанном парциальном давлении углекислого газа, исходя из уравнения изотермы Вант-Гоффа:
rG298 rG0298 RT ln p(CO2 ) 129591Дж 8,314 Дж моль К 298К ln(10 10 ) 75543 Дж 75,5 кДж
r G298 >0. Реакция не может протекать самопроизвольно в прямом направлении.
Задача 2
2H2O(г) ↔2H2(г) + O2(г)
С ростом температуры значение константы равновесия возрастает.
Уравнение изобары Вант-Гоффа: |
d ln K p |
|
r H 0 |
||||
dT |
RT 2 |
||||||
|
d ln K p |
- температурный коэффициент |
|
|
|||
|
|
|
|
||||
|
dT |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Если r H 0 > 0, то |
d ln K p |
0 , то есть с повышением температуры константа равновесия Кр |
|||||
|
|||||||
|
|
|
dT |
|
|
|
|
увеличивается, а равновесие смещается вправо.
Если r H 0 < 0, то d ln K p 0 , то есть с повышением температуры константа равновесия Кр dT
уменьшается, а равновесие смещается влево.
Таким образом, в нашем случае, r H2980 0
График зависимости константы равновесия от температуры:
Докажем, что r H2980 0 , рассчитав энтальпию прямой реакции:
r H2980 f H2980 (продуктов реакции) f H2980 (исходных веществ)
2 f H2980 (H2 ) f H2980 (O2 ) 2 f H2980 (H2O)
2 0 кДж/моль + 0 кДж/моль 2 ( 241,84 кДж/моль) 483, 68 кДж
Задача 3
C6H6 + Cl2 → C6H5Cl + HCl
C0 = 0,5 моль/л
k= 1,5∙10–6 л моль с
0,5 ?
реакцию.
Реакция является реакцией 2 порядка, так как константа скорости
измеряется в данном случае в л моль с
Время, за которое образуется половина возможного количества хлорбензола – это время (период) полупревращения. За это время половина количества каждого из исходных веществ вступит в
Для реакции 2ого порядка период полупревращения выражается формулой:
0,5 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
k |
C0 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
0,5 |
|
|
|
|
|
1 |
1333333с 370,37ч 15, 432суток |
|
|
|
|
|
|||
|
5 10 6 |
л |
моль с 0,5моль/л |
||||
|
1, |
|
|||||