используются два вспомогательных уравнения: |
|
С3Н8,г = ЗСТВ+ 4Н2г + ArG298 j |
(2) |
ЗСТВ+ ЗН2 г = С3н 6г + ArG298)II, |
(3) |
где |
|
|
\^ 2 9 8 ,1 = 23488,9 Дж-моль |
A rG29gjj = |
62718,2 Дж-моль"1 |
Складывая (2) и (3), получим: |
|
|
^1-^298,111 = ^г^298,1 ^ '^г^-'298,п = 23488,9 + 62718,2 = 82207,1 Дж-моль
Реакция относится к иесамопроизвольному типу. Для перевода процесса дегидрирования пропана следует подводить энергию к системе
с пропаном до изменения знака A ,.G ^ .
7.Изменение энергии Гиббса ArG29gjjj для реакции:
2А §тв + “ S 2 ,TB “ A § 2 S + Д гС 298,Ш
определяем, используя следующие уравнения: |
( 1) |
|
Н2,г +“S2iTB= H2Sr - 70856,0; |
ДГС?98Л Дж-моль"1, |
(2) |
2AgTB+ H2Sr = Ag2S + H2r - 7137,9; |
Дгс598Л1 Дж-моль"1 |
(3) |
Складывая эти два уравнения, получим первое уравнение:
ДА,... = ДА,1 + Дг4>8,„ = "70856.0 - 7137,9 = -77993,9 Дж-моль*1
Реакция относится к самопроизвольно разрешённому типу в
прямом направлении. |
|
8. Изменение энергии Гиббса при стандартном состоянии A rG ^ jn |
для |
реакции: |
|
Fe30 4 + Н2 —3FeO + Н 20 + ArG^]jj |
(1) |
определяем, используя уравнения: |
|
~для реакции: |
|
FeO + H2 = Fe + H20 + ArG°j |
(2) |
ArG?д = 64675,9 - 69,845Г |
|
- для реакции: |
|
Fe30 4 + АН 2 = 3Fe + 4H30 + ArG^[j |
(4) |
ArG® ]] = 14322,0 - 10,971Г |
(5) |
Умножая уравнение (3) на 3 и вычитая полученное уравнение из (5), имеем:
Af^Tju —ArGr и 3ArGT| —
= 14322,0 - 3(64375,9) - (10,971 - 369,845)7
или
а) ArG? ni = -179705,7 +198,5647’
б) При A rG® 1П = 0 получим:
179705,7
= 953,0 к.
188,564
При Т< 953 К равновесие реакции сдвинуто в сторону продуктов реакции, при Т> 953 К - в сторону исходных веществ.
14 38-10 3 |
9 |
5,04-Kf6 |
г. |
-65020 = -104976+1,17 • 2981n 298----:------------ |
298 |
+ ------ ------- |
298J + / |
2 6
-65020 = -103606 + /-298
I = 129,48
,0
Зависимость A xG j от T:
ArG° = -104976+1,17 • Г1пГ -7,19 • 10"3Г2 + 0,84 • Ю'6Т3 +129,48 • T
Дж-моль-l
2. Вычисляем последовательно Д ГЯ 2981 А й , А Ь , ^t^ -2981 1 >
A rG ? = / ( T ) :
а)
ДГЯ ?98 = 4Af#2 98(NOr) + 6AfЯ?98(Н2Ог) - 4Af #298(NH3tr) ~
- 5 A f H 2 9 8 (0 2)r) = 4-91260 - |
6-241810 - 4-(-45940) - 0 = - |
902060 |
Дж-моль-1 |
|
|
б) Вычисляем Д<2, Д b: |
|
|
A a = 4 a (N O r ) + 6 a (H 2O r ) - 4 a ( N H 3ir) - 5 a ( 0 2>r) = |
|
4-14,644 + 6-14,644- |
- 4-14,644 - 5-14,644 = 14,644; |
|
Д£> = 4 b (N O r) + 6Ь (Н 2О г ) - |
4 b (N H 3 r ) - 5 Ь ( 0 2,Г) = |
4-0,02 |
+ 6-0,0272 - |
- 4-0,0439 - 5-0,020 = -0,0324. |
|
в) По формуле Кирхгофа определяем Д ГЯ Q
Л г# 2 9 8 = А гЯ о + 1 4 ,6 4 4 • Г - ° '0 3 2 4 Т 2 ;
2
АгЯо =-901060-14,644-298+ 0,0162-2982 = -903985 Дж-моль-1
0
г) Вычисляем A rG2gg ;
ArG?98 = 4AfGj98(NOr)+ 6Gf#298(H2Or) - 4AfG298(NH3,r)■
7.13. Первая рубежная контрольная работа по Первому и Второму законам термодинамики
7.13.1. Решение задач Вариант 1
1. Для газа в идеальном состоянии при Т = const и = 20 л, V2 =
200 л получаем для Т = 300 К:
Изменение внутренней энергии:
A U = 0 согласно закону Гей-Люссака - Джоуля. Изменение энтропии:
AS = ЯIn— = 8,3141п— = 19,143 Дж-моль^ К'1
20
Изменение энергии Гельмгольца:
АД = АС/ - TAS = 0 -19,143 • 300 = -5743,1 Дж-моль'1.
б) Уравнение Ван дер Ваальса имеет вид:
( |
а |
\ |
|
|
(У —Ь) = RT , откуда |
|
Г |
|
Р = RT |
а |
( 1) |
V - b |
V ‘ |
|
Производная |
(Ър Л |
равна: |
|
дт Jy
Производная от внутренней энергии по объёму равна:
( д и Л |
J d P |
\ |
dV JT |
- Т |
- Р |
\ d T . J v |
Подставляя производную (2) и уравнение (1) в (3), получим:
гдU \ |
RT |
RT |
а_ |
Kd V ) T ~ V - b |
V - b |
V 2 ' |
Разделяем переменные и интегрируем от 1-го до 2-го состояния:
