S 0298 ( Дж/моль к)

Вещество	Состояние	S 0298	Вещество	Состояние	S 0298
С С Fe Ti S TiO2 FeO H2O Fe2O3 NH4Cl CH3OН H2 Fе3O4 CH4 HC1	алмаз графит к к ромб. к к ж к к ж г к г г	2,44 5,69 27,2 30,7 31,9 50,3 54,0 69,94 89,96 94,5 126,8 130,59 146,4 186,19 186,68	H2O N2 NH3 CO С2Н2 О3 H2S NO CO2 C2H4 Cl2 NO2 РС1з PC15	Г Г Г Г Г Г Г Г Г Г Г Г г г	188,72 191,49 192,50 197,91 200,82 205,03 205,64 210,20 213,65 219,45 222,95 240,46 311,66 352,71

Пример 2.2.5. Вычислите ΔН⁰ ,ΔS⁰, ΔG⁰ реакции, протекающей по уравнению Fе₂О₃ + 3С = 2Fe + 3СО

Возможна ли реакция восстановления Fе₂О₃ углеродом при 500 и 1000 К?

Решение. ΔН⁰_. и ΔS⁰ находим по уравнениям (1) и (2):

ΔН⁰ = [3(-110,52)+2 ·.0]-[-822,10+3 · 0] = -331,56+822,10 =

= +490,54 кДж;

ΔS⁰ = (2 · 27,2 +3 · 197,91) - (89,96 + 3 5,69) = 541,1 =

= 0,5411( кДж / моль ·К).

Энергию Гиббса при соответствующих температурах определяем по соотношениям

ΔG ⁰₅₀₀= 490,54 - 500 · 0,5411 = +219,99 кДж;

ΔG ⁰₁₀₀₀ = 490,54-1000 · 0,5411 = -50,56 кДж.

Так как ΔG ⁰₅₀₀ > 0, а ΔG ⁰₁₀₀₀ < 0, то Fе₂О₃ восстанавливается при 1000 К и не восстанавливается при 500 К.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ и задания

46. Вычислите ΔG⁰_. для следующих реакций:

а) 2NaF(к) + Сl₂ (г) = 2NaCl(к) + F₂(г)

б) РЬО₂(к) + 2Zn(к) = РЬ(к) + 2ZnO(к)

Можно ли получить фтор по реакции (а) и восстановить РЬО₂ цинком по реакции (б)?

47. При какой температуре наступит равновесие системы

НС1(г) + О₂(г)  2Н₂О(г) + 2С1₂(г); ΔН⁰_. = -114,42 кДж

48.Восстановление Fе₃О₄ оксидом углерода протекает по уравнению Fе₃О₄ (к) + CО(г) = 3 FеО (к) + СО₂(г)

Вычислите ΔG⁰ и сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания реакции при стандартных условиях. Чему равно ΔS⁰ в этом процессе?

49. Уменьшается или увеличивается энтропия при превращении: а) воды в пар; б) графита в алмаз? Почему? Вычислите ΔS⁰₂₉₈ для каждого превращения. Сделайте вывод о количественном изменении энтропии при фазовых и аллотропических превращениях.

50. Объясните, почему при стандартных условиях невозможна экзотермическая реакция

Н₂(г) + СО₂(г) = CО(г) + Н₂О(ж); ΔН⁰ = -2,85 кДж.

Зная тепловой эффект реакции и абсолютные стандартные энтро-

пии соответствующих веществ, определите ΔG⁰₂₉₈ этой реакции.

51. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе 2NO(г) + O₂(г)  2N0 ₂(г)

Ответ аргументируйте, вычислив ΔG⁰₂₉₈ прямой реакции.

52. Исходя из значений стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ, вычислите ΔG⁰ реакции, протекающей по уравнению

NH₃(г) + НС1(г) = NH₄C1(к)

Определите, может ли эта реакция при стандартных условиях протекать самопроизвольно?

53. Определите, при какой температуре наступит равновесие

системы СО(г) + 2Н₂(г)  СНзОН(ж); ΔН⁰ = - 128,05 кДж.

54. Определите, при какой температуре наступит равновесие системы CH₄(г) + СО₂(г)  2СО(г) + 2Н₂(г); ΔН⁰ = +247,37 кДж.

55. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите ΔG⁰₂₉₈ реакции, протекающей по уравнению

4NНз(г) + 5O₂(г) = 4NO(г) + 6Н₂О(г)

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

56. Какие из карбонатов (ВеСОз, СаСОз или ВаСОз) можно получить при взаимодействии соответствующих оксидов с СО₂? Какая реакция протекает более энергично? Сделайте вывод, вычислив ΔG⁰₂₉₈ реакций.

57. Определите, при какой температуре начнется реакция восстановления Fe₃O₄, протекающая по уравнению

Fe₃O₄ (к) + СO(г) = 3FeO (к) + CO₂ (г) ΔН⁰ = +34,55 кДж.

58. Вычислите изменения энтропии для реакций, протекаю-щих по уравнениям:

а) 2СН₄(г) = С₂Н₂(г) + ЗН₂(г) б) N₂(г) + ЗН₂(г) = 2NH₃(г)

59. Вычислите, при какой температуре начнется диссоциация пентахлорида фосфора, протекающая по уравнению

РСl₅(г) = РС1з(г) + Cl₂(г); ΔН = +92,59 кДж.

60. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите ΔG⁰₂₉₈ реакции, протекающей по уравнению

С₂Н₄(г) + 3О₂(г) = 2CO₂(г) +2Н₂О(ж)

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?