Raschet_termod_funkcii

Необходимые справочные данные: G0 f (NaOH) = −381,1 кДж/моль .

∆G0f (Na2O) = –378 кДж/моль, ∆G0f (H2O) = – 237 кДж/моль ∆G0298 = 2·∆G0f (NaOH) – [ ∆G0f (Na2O) + ∆G0f (H2O)] =

= 2·(–381,1) – [–378 + (–237)] = –147,2 кДж.

Значение G0 298 отрицательно, поэтому самопроизвольное протекание реакции возможно в прямом направлении.

Ответ: возможно; –147,2 кДж.

5. Определите, возможно ли при 95oС самопроизвольное протекание процесса Na 2O(т)+ Н2О(ж) → 2NaOH(т). Ответ обоснуйте, рассчитав величину изменения энергии Гиббса при данной температуре.

Р е ш е н и е:

Переведем температуру в шкалу Кельвина: T = 273 + 95 = 368 К . Для расчета G0368 воспользуемся уравнением G0368 = H 0 − T S 0 .

Используем изменения энтальпии и энтропии, рассчитанные для данного процесса в предыдущих задачах. При этом величину изменения энтропии необходимо перевести из Дж/К в кДж/К, поскольку значения

H и G обычно измеряют в кДж, т. е. −17,18 Дж/К = −0,017 18 кДж/К

G0368 = −153,6 − 368(− 0,017 18) = −147,3 кДж.

Таким образом, G0368 < 0, поэтому самопроизвольное протекание данного процесса при 95 oС возможно.

Ответ: возможно; –147,3 кДж.

6. Составьте термохимическое уравнение реакции взаимодействия Na 2O(т) и H2O(ж), если при этом образуется 1 моль NaOH(т). В ответе приведите количество теплоты (Q), указанное в термохимическом уравнении.

Р е ш е н и е:

Коэффициенты в термохимическом уравнении имеют смысл молей. Поэтому допустимы дробные значения коэффициентов и 1 моль гидроксида натрия может образоваться из 1/2 моля оксида натрия и 1/2 моля воды.

этому при образовании 1 моль NaOH(т) количество выделившейся теплоты будет в 2 раза меньше, т. е. 76,8 кДж. В термохимическом уравнении количество выделяющейся теплоты указывают со знаком «плюс»: 1/2 Na 2O(т)+ 1/2 Н2О(ж) → NaOH(т)+ 76,8 кДж .

Ответ: Q = +76,8 кДж.

11

Задания для самоконтроля

1. Рассчитайте Н 0 298 химической реакции

2Al2SO4 (т) → 2Al2O3 (т)+ 6SO2 (г)+ 3О2 (г)

по значениям стандартных теплот образования веществ. Укажите тип реакции (экзоили эндотермическая).

2. Рассчитайте Н0 298 химической реакции

NH4Cl(т) → NH3 (г)+ HCl(г)

по значениям стандартных теплот образования веществ. Укажите тип реакции (экзоили эндотермическая).

3. Рассчитайте Н0 298 химической реакции 2СС4 (г) → С2 Н4 (г)+ 2Н2 (г)

по значениям стандартных теплот образования веществ. Укажите тип реакции (экзоили эндотермическая).

4. По значениям стандартных теплот образования веществ рассчитайте Н0 298 химической реакции

4Fe(т)+ 3О2 (г) → 2Fe2O3 (т)

Укажите тип реакции (экзоили эндотермическая).

5.Определите, как изменяется энтропия при протекании химического процесса BaCO3 (т) → BaO(т)+ СО2 (г).

6.Определите, как изменяется энтропия при протекании химического процесса 4Fe(т)+ 3О2 (г) → 2Fe2O3 (т).

7.Определите, как изменяется энтропия при протекании химическо-

го процесса 2СС4 (г) → С2 Н4 (г)+ 2Н2 (г).

8. Используя значения стандартных энтропий веществ, рассчитайте величину S 0 298 для процесса

2Al2 (SO4 )3 (т) → 2Al2O3 (т)+ 6SO2 (г)+ 3О2 (г),

9. Используя значения стандартных энтропий веществ, рассчитайте величину S 0 298 для процесса

NH4 NO3 (т) → N2O(г) + 2Н2О(ж),

10. Используя значения стандартных энтропий веществ, рассчитайте величину S 0 298 для процесса

2SO2 (г)+ О2 (г) → 2SO3 (г),

11. По значениям стандартных энергий Гиббса образования веществ рассчитайте изменение энергии Гиббса G0 298 для процесса

2Al2 (SO4 )3 (т) → 2Al2O3 (т)+ 6SO2 (г)+ 3О2 (г)

Возможно ли самопроизвольное протекание реакции при стандартных условиях и 298 К?

12

ПРИЛОЖЕНИЯ

Примечание: (г) – газ, (ж) – жидкость, (т) – твердое (кристаллическое) вещество.

14

Приложение 2

Термодинамические свойства некоторых простых веществ и химических соединений при стандартных условиях

15