 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Примеры решения типовых задач по теме
«Химическая термодинамика»
1. Рассчитайте 
химической реакции
по значениям стандартных энтальпий образования веществ 
(прил. 2). Укажите тип реакции (экзо- или эндотермическая).
Р е ш е н и е:
По данным (прил. 1), стандартные энтальпии образования 
, 
и 
при 298 К равны соответственно –416, –286
и –427,8 кДж/моль. Используя следствие закона Гесса, рассчитываем 
химической реакции:
∆ Н 0х.р = 2∆ Н 0 f (NaOH) – [∆ Н 0 f (Na2O) + Н 0 f (Н2О)]
2(–427,8) – [–416 + (–286)] = –153,6 кДж.
Реакция является экзотермической, так как 
< 0.
Ответ: –153,6 кДж.
2. Определите, как изменяется энтропия при протекании химического процесса 
.
Р е ш е н и е:
В данном процессе при взаимодействии 1 моля кристаллического и
1 моля жидкого вещества образуются 2 моля кристаллического вещества, следовательно, система переходит в состояние с меньшим беспорядком
и энтропия уменьшается (D S < 0).
Ответ: уменьшается.
3. Рассчитайте величину 
для процесса
,
используя значения стандартных энтропий веществ.
Р е ш е н и е:
Используя справочные данные 
,
, 
,
рассчитываем 
:
∆ S 0298 = 2∙ S 0(NаОH) – [ S 0(Na2O) + S 0(H2O)] =
2∙64,16 – (75,5 + 70) = –17,18 Дж/К.
Ответ: энтропия уменьшается. 
= –17,18 Дж/К.
4. Рассчитайте изменение энергии Гиббса (
) для процесса по значениям стандартных энергий Гиббса образования веществ. Возможно ли самопроизвольное протекание реакции при стандартных условиях и 298 К?
Р е ш е н и е:
При стандартных условиях (
) можно рассчитать как разность суммарной энергии Гиббса образования продуктов реакции
и суммарной энергии Гиббса образования исходных веществ, с учетом стехиометрических коэффициентов.
Необходимые справочные данные: 
.
∆ G 0 f (Na2O) = –378 кДж/моль, ∆ G 0 f (H2O) = – 237 кДж/моль
∆ G 0298 = 2∙∆ G 0 f (NaOH) – [∆ G 0 f (Na2O) + ∆ G 0 f (H2O)] =
= 2∙(–381,1) – [–378 + (–237)] = –147,2 кДж.
Значение отрицательно, поэтому самопроизвольное протекание реакции возможно в прямом направлении.
Ответ: возможно; –147,2 кДж.
5. Определите, возможно ли при 95oС самопроизвольное протекание процесса . Ответ обоснуйте, рассчитав величину изменения энергии Гиббса при данной температуре.
Р е ш е н и е:
Переведем температуру в шкалу Кельвина: 
. Для расчета D G 0368 воспользуемся уравнением 
Используем изменения энтальпии и энтропии, рассчитанные для данного процесса в предыдущих задачах. При этом величину изменения энтропии необходимо перевести из Дж/К в кДж/К, поскольку значения 
и 
обычно измеряют в кДж, т. е. 
Таким образом, 
< 0, поэтому самопроизвольное протекание данного процесса при 95 oС возможно.
Ответ: возможно; –147,3 кДж.
6. Составьте термохимическое уравнение реакции взаимодействия и , если при этом образуется 1 моль . В ответе приведите количество теплоты (Q), указанное в термохимическом уравнении.
Р е ш е н и е:
Коэффициенты в термохимическом уравнении имеют смысл молей. Поэтому допустимы дробные значения коэффициентов и 1 моль гидроксида натрия может образоваться из 1/2 моля оксида натрия и 1/2 моля воды.
В результате расчета выяснено, что при образовании 2 молей
в данной реакции выделяется 153,6 кДж теплоты, 
= –153,6 кДж. Поэтому при образовании 1 моль количество выделившейся теплоты будет в 2 раза меньше, т. е. 76,8 кДж. В термохимическом уравнении количество выделяющейся теплоты указывают со знаком «плюс»: 
.
Ответ: Q = +76,8 кДж.
Поиск по сайту: