1 курс (энергетики) / защита работы 2 / Защита 2-21

Защита 2. Билет 21

Задание 1

2SO2(г) + O2(г) ↔ 2SO3(г)

Стандартная энтальпия реакции:

r H0298 f H0298 (продуктов реакции) f H0298 (исходных веществ)

2 f H0298 (SO3 ) 2 f H0298 (SO2 ) f H0298 (O2 )

2 ( 395, 2 кДж/моль) 2 ( 296,9 кДж/моль) 0 кДж/моль 196, 6 кДж 196600 Дж

Стандартная энтропия реакции:

rS0298 S0298 (продуктов реакции) S0298 (исходных веществ)

2S0298 (SO3 ) 2S0298 (SO2 ) S0298 (O2 )

2 256, 23 Дж моль К 2 248,1Дж моль К 205, 03Дж моль К 188, 77 Дж К

Изменение энергии Гиббса реакции при T = 400K и стандартных состояниях веществ:

rG0400 r H0298 T rS0298 196600 Дж 400K 188,77 Дж К 121092 Дж 121,1 кДж

r G400 < 0, реакция будет протекать самопроизвольно в прямом направлении.

Задание 2

T = const

H2(г) + Cl2(г) = 2HCl(г); КС = 24,3

2H2O(г) = 2H2(г) + O2(г); КС = 0,84 2H2O(г) + 2Cl2(г) = 4HCl(г) + O2(г) ; КС – ?

Для расчетов возьмем стандартную температуру: T = 298K

Для реакции 1:

(HCl) (H2 ) (Cl2 ) 2 1 1 0

KP KC RT KC RT 0 KC 24,3

r GT0 RT ln KP 8,314 298 ln 24,3 7905 Дж

Для реакции 2:

(H2 ) (O2 ) (H2O) 2 1 2 1

KP KC RT KC RT 0,84 0, 082 298 20,53

r GT0 RT ln KP 8,314 298 ln 20,53 7486 Дж

Используем термохимический закон Гесса. Умножим 1ую реакцию на 2: 2H2(г) + 2Cl2(г) = 4HCl(г); rGT0 2 7905 15810 Дж

Далее сложим преобразованную 1ую реакцию и исходную 2ую реакцию:

2H2(г) + 2Cl2(г) = 4HCl(г); rGT0 15810 Дж

+

2H2O(г) = 2H2(г) + O2(г); rGT0 7486 Дж

2H2O(г) + 2Cl2(г) = 4HCl(г) + O2(г) ; rGT0 23923 Дж

Таким образом, получается искомая реакция 3.

Для реакции 3:

(HCl) (O2 ) (H2O) (Cl2 ) 4 1 2 2 1

Скорость обратной реакции увеличится в 27 раз Скорость обратной реакции увеличивается в большее число раз, по сравнению со скоростью прямой

реакции. Равновесие смещается влево (в сторону образования SO2F2)