Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методуказания.doc
Скачиваний:
35
Добавлен:
21.05.2015
Размер:
784.38 Кб
Скачать

Тема 3. Энергетика химических процессов Задания 41-60 (таблица 5)

Пример.

Реакция горения этана выражена термодинамическим уравнением:

C2H6(г) + 3,5 O2(г) = 2 CO2(г) + 3 H2O(ж);

= -1559,87 кДж/моль. Вычислите энтальпию образования этана, если известны стандартные энтальпии образования:

CO2 (г) = -393,57 кДж/моль

H2O(ж) = -285,84 кДж/моль

Решение: Используя следствие из закона Гесса, можно записать:

, откуда

Подставим табличные значения термодинамических величин и зная, что энтальпии образования простых веществ равны нулю, получаем:

Реакция горения этана экзотермическая т.к.

Контрольные задания.

На основании стандартных энтальпий образования и абсолютных стандартных энтропий (таблица 21) соответствующих веществ вычислите изменение энергии Гиббса и температуру равновесного состояния указанной в таблице 5 реакции, а так же возможность протекания данной реакции в прямом направлении при стандартных условиях.

Таблица 4

Уравнение

41

CO2(г) + 4H2(г) = CH4(г) + 2H2O(ж)

42

Fe2O3(к) + 3H2(г) = 2Fe(к) + 3H2O(г)

43

PCl5(г) = PCl3(г) + Cl2(г)

44

CO(г) + 3H2(г) = CH4(г) + H2O(г)

45

C2H4(г) + 3O2(г) = 2H2O(ж) + 2CO2(г)

46

2CH4(г) = C2H2(г) + 3H2(г)

47

C(к) + O2(г) = CO2(г)

48

Аl2O3(к) + H2(г) = Al(к) + H2O(г)

49

N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г)

50

2CO(г) + O2(г) = 2CO2(г)

51

CO(г) + H2O(ж) = CO2(г) + H2(г)

52

CO(г) + Cl2(г) = 2COCl2(г)

53

2C2H6(г) + 7O2(г) = 6H2O(ж) + 4CO2(г)

54

CaO(к) + H2O(ж) = 2Ca(OH)2(к)

55

CaCO3(к) = CaO(к) + CO2(г)

56

2H2O2(ж) = 2H2O(ж) + O2(г)

57

О2(г) +4HCl(г) = 4HCl(г) + 2H2O(ж)

58

NH4Cl(к) + NaOH(к) = NaCl(к) + NH3(г) + H2O(г)

59

2ZnS(к) + 3O2(г) = 2ZnO(к) + 2SO2(г)

60

2C2H2(г) + 5O2(г) = 2H2O(ж) + 4CO2(г)

Тема 4. Химическая кинетика, катализ и химическое равновесие Задания 61 – 80 (таблица 6)

Пример 1.

Как изменится скорость химической реакции между азотом и водородом N2(г) + 3H2(г) 2NH3(г), если, не изменяя температуру, уменьшить давление системы в 2 раза?

Решение: По закону действующих масс

V = k[N2][H2]3.

Для уменьшения давления системы в 2 раза, объем ее следует увеличить в 2 раза. При этом во столько же раз уменьшиться концентрация каждого из участвующих в реакции компонентов. Концентрация азота будет равна [N2]/2 и водорода [H2]/2. Скорость химической реакции при этих условиях будет:

V’ = k[N2/2][H2/2]3 = 1/16k[N2][H2]3

и соотношение скоростей

При уменьшении давления в системе в 2 раза скорость химической реакции между азотом и водородом уменьшиться в 16 раз.

Пример 2.

Напишите выражение константы равновесия для гетерогенной системы

SO2(г) + 2H2S(г)3S(т) + 2H2O(г)

Как следует изменить концентрацию и давление, чтобы сместить равновесие в сторону обратной реакции?

Решение: Концентрация твердого вещества в уравнении закона действующих масс не учитывается, следовательно:

Vпр = k1[SO2][H2S]2

Vобр = k2[H2O]2

Руководствуясь принципом Ле-Шателье, который гласит: «Если на систему, находящуюся в равновесии, оказать какое-либо воздействие, то в результате протекающих в ней процессов равновесие сместится в направлении, уменьшающем это воздействие», приходим к выводу, что для смещения равновесия в сторону обратной реакции надо увеличить концентрацию водяного пара или уменьшить концентрацию SO2 и H2S.