Практическая часть

1-100 %

x(C₂ H₂)-50%

x(C₂ H₂)=50/100=0.5

1-100 %

x(C₄ H₈)-50%

x(C₄ H₈)=50/100=0.5

Справочные данные термодинамических функций при 298 К

Участники реакций	Δ f Н°, кДж∙моль–1	Δ f G°, кДж∙моль–1	S°, Дж∙К–1∙моль–1
C2H2(г)	226,73	209,2	200,94
C4H8(г)	-11,17	63,06	296,59
Участники реакций	Δ f Н°, кДж∙моль–1	Δ f G°, кДж∙моль–1	S°, Дж∙К–1∙моль–1
O2(г)	0	0	205,138
CO2(г)	-393,51	-394,36	213,74
H2O(г)	-241,82	-228,57	188,83

Δ_rH^о_2, 298 = -4*393,51 +4* (–241,82)+11,17= –2530 (кДж/моль);

Q(C₄Н₈)= Δ_rH^о_3, 298* x(C₄ H₈)= –2530*0.5= -1265 kДж

Δ_rH^о_3, 298 = -2*393,51 + (–241,82)-226,73 = –1256 (кДж/моль);

Q(C₂Н₂)= Δ_rH^о_3, 298* x(C₂ H₂)= –1256 *0.5= -628 kДж

Q_общ= Q(C₄Н₈)+ Q(C₂Н₂)= -1256-628= -1893 kДж

Задача 7

Определение изменения энтропии и энергии Гиббса реакции сгорания углеводородов.

Теоритическая часть

Определение изменения энтропии и энергии Гиббса реакций сгорания углеводородов можно произвести также согласно следствию из закона Гесса:

,

где Δ _r S^о_Т – изменение стандартной энтропии реакции, ν_j, ν_i – стехиометрические коэффициенты перед формулами конечных и исходных веществ соответственно, S^о_Т (В_j ) – абсолютная энтропия продуктов реакции (конечных веществ), S^о_Т (А _i ) – абсолютная энтропия исходных веществ реакции.

,

где Δ _r G^о_Т – изменение энергии Гиббса реакции, ν_j, ν_i – стехиометрические коэффициенты перед формулами конечных и исходных веществ соответственно, Δ _f G^о_Т (В_j ) – стандартная энергия Гиббса образования продуктов реакции (конечных веществ), Δ _f G^о_Т (А _i ) – стандартная энергия Гиббса образования исходных веществ реакции.

Получаем:

Δ _r S^o_I, 298 = 3·S^o₂₉₈(CО₂(г)) + 4·S^o₂₉₈(H₂O(г)) – (S^o₂₉₈(C₃Н₈(г)) + 5·S^o₂₉₈(О₂(г))) = 3·213,74 + 4·188,83 – (269,91 + 5·205,138) =

=100,94 (Дж·моль^–1·К^–1);

Δ _r S^o_II, 298 = 4·S^o₂₉₈(CО₂(г)) + 5·S^o₂₉₈(H₂O(г)) – (S^o₂₉₈(C₄Н₁₀(г)) + 6,5·S^o₂₉₈(О₂(г))) = 4·213,74 + 5·188,83 – (310,23 + 6,5·205,138) = 155,483 (Дж·моль^–1·К^–1);

 _r G^о_I, 298 = 3· _f G^о₂₉₈(CО₂(г)) + 4· _f G^о₂₉₈(Н₂О(г)) –  _f G^о₂₉₈(C₃Н₈(г)) – 5· _f G^о₂₉₈(O₂(г)) = 3·(-394,36) + 4 (–228,57) – (-23,49) – 5·0 = –2073,87 (кДж/моль);

 _r G^о_II, 298 = 4· _f G^о₂₉₈(CО₂(г)) + 5· _f G^о₂₉₈(Н₂О(г)) –  _f G^о₂₉₈(C₄Н₁₀(г)) – 6,5· _f G^о₂₉₈(O₂(г)) = 4·(-394,36) + 5 (–228,57) – (-17,03) – 6,5·0 = –2703,26 (кДж/моль).

Δ _r S^o_I, 298 , Δ _r S^o_II, 298 > 0, так как увеличивается число молекул газообразных веществ во всех реакциях.

 _r G^о_I, 298 ,  _r G^о_II, 298 << 0, следовательно, химические процессы термодинамически возможны, т.е. возможно самопроизвольное протекание процессов в прямом направлении.