Экзаменационный билет №20

1. Характеристика свойств элементов и их соединений: комплексообразующих, кислотно-основных, окислительно-восстановительных

2. При взаимодействии метана и сероводорода образуется CS₂(г) и H₂(г). Вычислите изменение энтальпии и энтропии процесса в стандартных условиях. Определите ориентировочную температуру начала процесса

Уравнение реакции:

CH₄(г) + 2H₂S(г) = CS₂(г) + 4H₂(г)

Найдем H⁰ по следствию из закона Гесса.

H⁰ = H⁰(CS₂, г) – H⁰(CH₄, г) – 2H⁰(H₂S, г)

H⁰(CS₂, г) = 88,7 кДж/моль

H⁰(CH₄, г) = –74,85 кДж/моль

H⁰(H₂S, г) = –21,0 кДж/моль

H⁰ = 88,7 – (–74,85) – 2 · (–21,0) = 205,55 кДж

Найдем S⁰.

S⁰ = S⁰(CS₂, г) + 4S⁰(H₂, г) – S⁰(CH₄, г) – 2S⁰(H₂S, г)

S⁰(CS₂, г) = 151,0 Дж/мольК

S⁰(H₂, г) = 130,52 кДж/моль

S⁰(CH₄, г) = 186,19 кДж/моль

S⁰(H₂S, г) = 205,7 кДж/моль

S⁰ = 151,0 + 4 · 130,52 – 186,19 – 2 · 205,7 = 75,49 Дж/К.

G⁰ = H⁰ – TS⁰

В состоянии равновесия G⁰ = 0.

H⁰ = TS⁰

T = H⁰ / S⁰ = 205,55 / 0,07549 = 2722,9 К.

Ориентировочная температура начала реакции 2723 К.

3. Энергия активации реакции O₃(г) + NO(г)  O₂(г) + NO₂(г) равна 10 кДж/моль. Каково значение температурного коэффициента процесса в интервале температур 300…310 К? Процесс подчиняется правилу Вант – Гоффа

Уравнение реакции:

O₃(г) + NO(г)  O₂(г) + NO₂(г)

Энергия активации связана с константами скорости процесса при двух температурах:

По условию T₁ = 300 К; T₂ = 310 К

0,1293

1,1381.

Известно, что отношение скоростей (и констант скоростей) при двух температурах связано с температурным коэффициентом скорости :

Вычисляем .

1,1381.