VI. Расчет свободной энергии гиббса реакций с использованием величин g0f (Таблица 2)

150. Какой из образующихся силикатов цезия наиболее устойчив при 25С

Сs₂О_(T) +SiО_{2 (Т)}= Сs₂ОSiO_{2 (T)};

Сs₂О_(T)+ 4SiO_{2 (T)}= Сs₂О4SiO_{2 (T)};

Сs₂О_(T) + 2SiО_{2 (Т)}= Сs₂О2SiO_{2 (T)}?

150. При получении портландцемента в печи возможны следующие реакции:

СаО _(Т)+SiO_{2 (Т)}= СаО·SiO_{2 (T)};

2СаО _(Т) + SiО_2(T) = 2CaO·SiO_{2 (T)}:

3СаО _(Т) + SiО_2(T) = 3СаО·SiO_2(T).

Какой из образующихся силикатов кальция наиболее устойчив при 25С?

150. Кристаллогидраты CaHPO₄2H₂O_(T)иMgSO₄6H₂O_(T) разлагаются по реакциям:

CaHPO₄2H₂O_(T)=CaHPO_{4 (Т)}+ 2H₂O_(Г);

MgSO₄6H₂O_(T)=MgSO_{4 (Т)}+ 6H₂O_(Г).

Какой из кристаллогидратов более устойчив при 25С?

150. Определите направление самопроизвольного процесса при 25 С для реакции:

СаO_(Т)+CO_{2 (Г)}=CaCO_{3 (Т)}?

Найдите величину изменения энергии Гиббса системы, если выделилось (поглотилось) 5 литров газа при н.у.

150. Гашение извести осуществляется по реакции:

СаO_(Т)+H₂O_(Ж)=Ca(OH)_{2 (Т)}

Определите величину изменения энергии Гиббса системы при 298К в процессе взаимодействия двух килограммов негашеной извести.

150. Кристаллогидраты Na₂CO₃10H₂O_(T)иNa₂SO₄10H₂O_(T)разлагаются по реакциям:

Na₂CO₃10H₂O _(T) = Na₂CO_{3 (T)} + 10H₂O _(Г)

Na₂SO₄10H₂O _(T) = Na₂SO_{4 T)} + 10H₂O _(Г)

Сравните устойчивость кристаллогидратов при 25^оС.

150. Определите направление самопроизвольного процесса при 298К для реакции:

Ca(OH)_{2 (Т)} + SO_{3 (Г)} = CaSO_{4 (T)} + H₂O_(Ж)

Найдите величину изменения энергии Гиббса системы, если в реакции принимает участие 3 моля газа.

150. Определите направление самопроизвольного процесса при температуре 25^ОС для реакции:

4NH_3(Г) + 5N₂O_{4 (Г)}= 14NO_(Г)+6H₂O_(Ж)

Какая масса воды вступила в реакцию (или образовалась), если в реакции принимает участие 10 л. NH₃ (н.у.)?

150. Определите направление самопроизвольного процесса при 298Кдля реакции:

Al₂O_{3 (T)} + SO_{3 (Г)} = Al₂(SO₄)_{3 (T)}

Найдите величину изменения энергии Гиббса системы в этом процессе, если известно, что в реакции израсходовалось (образовалось) 300 г сульфата алюминия.

150. Сравните устойчивость алюмината и силиката натрия к разложению на оксиды при стандартных условиях:

2NaAlO_{2 (Т)} = Na₂O _(Т) + Al₂O_{3 (Т)}

Na₂SiO_{3 (T)} = Na₂O _(Т) + SiO_{2 (T)}

150. Определите направление самопроизвольного процесса при 298Кдля реакции:

MgO _(T) + CO_{2 (Г)} = MgCO_{3 (T)}

Какая масса карбоната магния образовалось (израсходовалось), если изменение энергии Гиббса в процессе реакции составило -250 кДж?

150. Расставьте стехиометрические коэффициенты в уравнениях реакций следующих взаимодействий:

H₂O _(Г) +Cl_{2 (Г)}→ HCl _(Г) + O_2(Г),

Fe _(Т) + H₂O _(Г) → Fe₃O_{4 (T)}+H_2(Г).

По данным Таблицы 2 определите, какая из этих реакций возможна при комнатной температуре.

150. Определите направление самопроизвольного процесса при 298Кдля реакции:

P₂O_{5 (T)} + H₂O _(Ж) + 2CaO _(T) = 2CaHPO_{4 (Т)}

Какая масса CaO вступила в реакцию, если изменение энергии Гиббса в этом процессе составило - 45 кДж?

150. Определите направление самопроизвольного процесса и величину изменения энергии Гиббса системы при стандартных условиях, если в реакции:

CaHPO_{4 (Т)} + 2H₂O _(Г) = CaHPO₄2H₂O _(T)

_.принимает участие 1 кг воды.

150. Определите направление самопроизвольного процесса при стандартных условиях для реакции:

BaO _(T) + CO_{2 (Г)} = BaCO_{3 (Т)}

Какой объем газа выделится (или поглотится) в процессе при н.у., если в реакции принимает участие 100г BaO.

150. Рассчитайте стандартную энергию Гиббса образования оксифторида фосфора POF₃, если при взаимодействии 284 г оксида фосфора по реакции:

Р₄О_{10 (Т)} + 12HF = 4POF_3(Г) + 6H₂O _(Г),

энергия Гиббса уменьшилась на 184 кДж.

150. Стандартная энергии Гиббса системы в результате взаимопревращения между газообразными NO₂ и N₂O₄ при 298К уменьшилась на 4.9 кДж. Определите изменение объема системы (н.у.) в результате этой реакции?

151. Сравните устойчивость гидроксидов кальция и магния, по отношению к воздействию углекислого газа при комнатной температуре:

Са(ОН)_{2 (T)} + CO_{2 (Г)} = CaCO_{3 (T)} + H₂O _(Г)

Mg(ОН)_{2 (T)} + CO_{2 (Г)} =_. MgCO_{3 (T)} + H₂O _(Г)

150. По данным таблицы 2, рассчитайте стандартную энергию Гиббса образования оксихлорида фосфора POCl₃, если при взаимодействии 6 моль воды по реакции:

2POCl_3(Ж) + 3H₂O _(Г) = Р₂О_{5 (Т)} + 6HCl ,

энергия Гиббса уменьшилась на 430 кДж.

150. Определите устойчивость тиосульфата натрия к разложению по реакциям при стандартных условиях:

а) Na₂S₂O_{3 (T)} = Na₂SO_{3 (T)} + S _(T)

б) 2Na₂S₂O_{3 (T)} = Na₂SO _{4 (T)} + SO_{2 (Г)} + Na₂S _(T) + S _(T)?

150. Определите направление самопроизвольного процессапри 298К для реакции:

CaCO_{3 (T)} + H₂S _(Г) = CaS _(T) + H₂O _(Г) + CO_{2 (Г)}.

Какой объем газов выделится при н.у. в этом процессе, если прореагирует (или образуется) один моль эквивалентов карбоната кальция?

150. Определите возможность гидролиза тетрахлорида кремния при комнатной температуре по уравнению:

SiCl_{4 (Ж)} + 2H₂O _(Г)= SiO_{2 (Т)} + 4HCl _(Г).

Сколько литров газообразного HCl выделится (н.у.), если в реакции принимает участие 10кг SiCl_{4 (Ж)}? По знаку S⁰_r определите как надо изменить температуру, чтобы уменьшить вероятность гидролиза?

150. Определите возможность получения кристаллического кремния при комнатной температуре по реакции:

SiCl_{4 (Г)} + 2H_{2 (Г)}= Si _(Т) + 4HCl _(Г).

Оценив знак S⁰_r, определите как надо изменить температуру, чтобы осуществить эту эндотермическую реакцию?

150. Будет ли протекать процесс гидролиза тетрафторида кремния при комнатной температуре по уравнению:

SiF_{4 (Г)} + 2H₂O _(Г)= SiO_{2 (Т)} + 4HF _(Г)?

Оценив знак S⁰_r, ответьте на вопрос: как надо изменить температуру этого эндотермического процесса, чтобы получить оксид кремния?

150. Можно ли осуществить процесс травления кремния фтористым водородом при комнатной температуре:

Si _(Т) + 4HF _(Г)= SiF_{4 (Г)} + 2H_{2 (Г)}?

Какой объем водорода выделится (или поглотится) при н.у., если в реакции принимает участие 1 кг кремния?

150. Устойчивы ли ангидрит CaSO₄ и полуводный гипс CaSO₄^.0,5H₂O к превращению в гипс CaSO₄^.2H₂O при 298K в атмосфере, содержащей пары воды?

151. При получении портландцемента в печи образуются алюминат и силикат кальция:

3СаО _(Т)+Al₂O_3(Т)= 3СаО·Al₂O_{3 (T)};

3СаО _(Т)+SiО_{2 (T)}= 3СаО·SiO_{2 (T)}.

Устойчивы ли эти соединения при 25С и какое из них более устойчиво?

150. Определите возможность разложения жидкого TiCl₄ парами воды до TiO₂ и HCl _(Г) при комнатной температуре. Сколько литров HCl выделится (поглотится) при н.у., если в реакции принимает участие 1кг TiCl₄?

151. Какая форма карбоната натрия: Na₂CO_3(T), Na₂CO₃H₂O_(T), Na₂CO₃10H₂O_(T) более устойчива при комнатной температуре в присутствии паров воды?

152. При окислении аммиака кислородом кроме паров воды может получиться либо азот, либо оксид азота(II). Рассчитайте G⁰ обеих реакций при 25С и определите, какой из этих процессов более вероятен.

153. Расставьте стехиометрические коэффициенты в уравнениях реакций следующих процессов:

FeCl_{2 (Т)} +H_{2 (Г) )}→ Fe_(Т) + HCl _(Г),

Fe _(Т) + HBr _(Г) → FeBr_3(T)+H_2(Г).

По данным Таблицы 2 определите, какая из этих реакций возможна при комнатной температуре.

Таблица 1.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ НЕКОТОРЫХ ВЕЩЕСТВ

Вещество	ΔH0f(298), кДж/моль	S0 (298), Дж/моль.К
Ag (T)	0	42,7
AgNO3 (T)	-120,7	140,9
Аl(T)	0	28,3
А12O3 (Т)	-1675,0	50,9
Аl(ОН)3 (T)	-1295,0	70,0
Аl2(SO4)3 (Т)	-3434,0	239,2
As (Т)	0	36,6
AsH3 (Г)	66,3	222,4
ВСl3 (Г)	-395,4	289,8
В2Н6 (Г)	31,4	232,9
В2О3 (Т)	-1270,0	53,8
ВаО (T)	-538,0	70,0
BaSO4 (T)	-1465,0	131,8
Br2 (Г)	31,0	245,0
C (Т) графит	0	5,7
СО (Г)	-110,5	197,4
CO2 (Г)	-393,5	213,6
CS2 ( Г)	115,3	237,8
CS2 ( Ж)	88,7	151,0
СН4 (Г)	-74,8	186,2
С2Н2 (Г)	226,7	200,8
C2H4 ( Г)	52,3	219,4
С2H6 (Г)	-84,7	229,7
С3Н8 (Г)	-103,9	269,9
С4Н10 (Г)	-124,7	310,0
С6Н6 (Ж)	49,0	173,2
С6Н6 (Г)	82,9	269,2
ССl4 (Г)	-102,8	309,9
СНСl3 (Г)	-100,4	295,6
С2Сl4 (Г)	-9,7	341,0
Вещество	ΔH0f(298), кДж/моль	S0 (298), Дж/моль.К
С6Н14 (Ж)	-198,8	296,0
С7Н16 (Ж)	-224,4	328,0
С10Н8 (Т)	78,0	166,9
СН3ОН(Ж)	-238,7	126,7
С2Н5ОН(Ж)	-277,6	160,7
С6Н12О6 (Т)	-1273,0	-
Са (Т)	0	41,6
СаО (T)	-635,1	39,7
СаС2 (T)	-62,7	70,3
СаСO3 (T)	-1206,0	92,9
CaSO4 (T)	-1424,0	106,7
Ca(OH)2 (T)	-986,2	83,4
СаОAl2O3 (T)	-2321,2	114,2
Са3(РO4)2 (Т)	-4125,0	240,9
CaSiO3 (T)	-1579,0	87,5
Cl2 (Г)	0	223,0
ClF3 (Г)	-168,1	267,2
Cl2O7 (Г)	265,0	565,0
Cu (T)	0	33,3
СuО (T)	-165,3	42,6
CuSO4 (Т)	-770.9	109
CuCl2 (Т)	-818,6	190,6
CuS (T)	-48,5	66,5
Cu2S (T)	-82,0	119,2
Cr2O3 (T)	-1141,0	81,1
F2 (Г)	0	202,7
Fe (T)	0	27,1
FeO (T)	-263,7	58,8
Fe2O3 (T)	-821,3	89,9
Fe3O4 (T)	-1117,7	151,5
Fe(OH)3 (Т)	-826,6	105,0
H2 (Г)	0	130,6
H2O(Г)	-241,8	188,7
Вещество	ΔH0f(298), кДж/моль	S0 (298), Дж/моль.К
H2O (Ж)	-285,8	70,0
H2O2 (Ж)	-187,4	69,7
Hg (Ж)	0	76,1
HgBr2 (T)	-169,5	162,8
НgСl2 (Т)	-225,0	146,0
Нg2Сl2 (Т)	-266,0	192,0
Hg(CNO)2 (T)	272,0	-
HBr(Г)	-36,3	198,6
HСl(Г)	-92,3	186,7
HF(Г)	-268,6	173,5
HI(Г)	25,9	206,3
H2S(Г)	-20,2	205,6
HClO4 (Г)	5,2	296,0
HClO4 (Ж)	-34,5	188,0
НNO3 (Г)	-133,9	266,4
НNO3 (Ж)	-174,1	156,6
HPO3 (Ж)	-982,4	150,6
H3PO4 (Ж)	-1271,9	200,8
H2SO4 (Ж)	-811,3	156,9
I2 (Г)	62,0	261,0
I2 (Т)	0	116,1
К (Т)	0	64,4
КH (T)	-56,9	68,0
K2O (Т)	-363,0	94,0
KOH (T)	-425,9	59,4
KNO2 (T)	-369,9	152,1
KNO3 (T)	-492,7	132,7
К2SO4 (T)	-1433,4	175,4
KHSO4 (T)	-1158,1	187,9
КСl (Т)	-435,9	82,7
КСlO3 (Т)	-391,2	143,0
KClO4 (T)	-430,1	151,0
Mg (Т)	0	32,6
Вещество	ΔH0f(298), кДж/моль	S0 (298), Дж/моль.К
MgО (Т)	-601,2	26,9
MgCO3 (Т)	-1113	65,7
Mg(OH)2 (T)	-924,7	63,2
Mg3N2 (T)	-461,0	88,0
Mg(NO3)2 (T)	-790,0	163,8
MnO2 (T)	-519,6	53,1
Mn3O4 (T)	-1386,6	148,5
N2 (Г)	0	191,5
N2H4 (Г)	95,3	238,5
N2H4 (Ж)	50,5	121,3
NF3 (Г)	133,0	261,0
N2O(Г)	81,6	220,0
NO(Г)	90,4	210,6
NO2 (Г)	33,9	240,5
N2O3 (Г)	83,0	312,0
N2O4 (Г)	9,4	304,3
N2O4 (Ж)	-19,0	209,3
N2O5 (Г)	13,3	355,7
NOCl(Г)	52,6	263,5
NH3 (Г)	-46,2	192,5
NH4Cl(T)	-314,2	95,8
NH4NO3 (T)	-365,4	151,0
(NH4)2CrO4 (T)	-1144,3	-
Na (Т)	0	51,5
NaCl (Т)	-411,1	72,1
NaHSO4 (T)	-1132,0	125,0
Na2O (T)	-430,6	71,1
NaOH (T)	-426,6	64,4
Na2СO3 (T)	-1131	136,4
Na2СO3.10H2O (Т)	-4083,5	564,7
NaHСO3 (T)	-947,4	102,1
Na2SO4 (T)	-1384,6	149,5
Na2SO4.10H2O(Т)	-4324,7	592
Вещество	ΔH0f(298), кДж/моль	S0 (298), Дж/моль.К
Na2SiO3 (Т)	-1525,4	113,8
Na2S (Т)	-370,3	77,4
O2 (Г)	0	205,0
O3 (Г)	143,0	239,0
P(T)	0	44,4
РСl3 (Г)	-278,8	311,8
PCl5 (Г)	-369,5	362,9
P2O5 (T)	-1546,6	135,9
РОСl3 (Г)	-306,0	324,0
Pb(T)	0	65,0
РbO (T)	-217,9	67,4
PbO2 (T)	-276,9	76,4
PbS (T)	-94,3	91,2
PbSO4 (Т)	-920,6	148,6
S (T)	0	31,9
SO2 (Г)	-296,9	248,1
SO3 (Г)	-395,2	256,2
Si (T)	0	19,0
SiF4 (Г)	-1610,0	284,0
SiCl4 (Г)	-656,0	331,4
SiCl4 (Ж)	-686,0	240,0
SiHCl3 (Г)	-489	298,4
SiO2 (T)	-910,9	41,8
Ti (T)	0	31,0
TICl4 (Ж)	-804,2	252,4
TiO2 (T)	-944,8	50,3
Zn (T)	0	42,0
ZnCl2 (Т)	-415,1	111,5
ZnO (T)	-348,1	43,5
Zn(OH)2 (Т)	-645,4	77,0
ZnS (T)	-205,2	57,7
ZnSO4 (Т)	-981,4	110,5

Таблица 2.

СТАНДАРТНЫЕ ЭНЕРГИИ ГИББСА ОБРАЗОВАНИЯ НЕКОТОРЫХ ВЕЩЕСТВ

Вещество	ΔG0f (298 К), кДж/моль
Al2O3 (Т)	-1582,3
Al2(SO4)3 (T)	-3100,9
BaCO3 (Т)	-1132,8
BaO (T)	-525,84
CO2 (Г)	-394,4
CaCO3 (T)	-1128,4
CaCl2 (Т)	-749,3
CaHPO4 (Т)	-1675,4
CaHPO42H2O (T)	-2148,6
СаО (T)	-603,5
CaO·SiО2 (T)	-1495,5
2СаО·SiО2 (Т)	-2192,4
3СаО·SiО2 (Т)	-2782,4
3СаО·Al2O3 (T)	-3411,0
Ca(OH)2 (Т)	-897,5
CaS (T)	-471,9
CaSO4 (T)	-1322,0
CaSO4.0,5H2O (T)	-1461,0
CaSO4.2H2O (T)	-1797,0
Cs2O (T)	-274,5
Сs2ОSiO2 (T)	-1438,5
Сs2О2SiO2 (T)	-2308,7
Сs2О4SiO2 (T)	-4058,4
Вещество	ΔG0f (298 К), кДж/моль
FeCl2 (Т)	-302.4
FeBr3 (T)	-246.0
FeCO3 (T)	-665,1
FeO (T)	-244,3
Fe2O3 (T)	-740,3
Fe3O4(T)	-1014,2
H2O(Г)	-228,6
H2O(Ж)	-237,2
HBr(Г)	-51.2
HCl(Г)	-95,3
HF(Г)	-275,4
H2S (Г)	-33,5
KAl(SO4)2 (T)	-2235,0
K2SO4 (T)	-1316,0
MgCO3 (T)	-1012,2
MgO (T)	-569,3
Mg(OH)2 (T)	-833,8
MgSO4 (T)	-1173,3
MgSO46H2O (T)	-2635,1
NH3 (Г)	-16,5
NO(Г)	87,6
NO2 (Г)	52,3
N2O4 (Г)	99,7
NaAlO2 (Т)	-1069,2
NaCl (Т)	-384,1
Вещество	ΔG0f (298 ,К), кДж/моль
Na2CO3 (T)	-1048,2
Na2CO3H2O (T)	-1289,0
Na2CO310H2O (T)	-3432,0
NaOH (T)	-380,3
Na2O (Т)	-379,3
Na2S (T)	-449,8
Na2SO3 (T)	-1001,2
Na2SO4 (T)	-1269,5
Na2SO410H2O (T)	-3644,1
Na2S2O3 (T)	-1043,0
Na2SiO3 (T)	-1457,5
P2O5 (Т)	-1371,7
Р4О10 (Т)	-2697,6
SO2 (Г)	-300,2
SO3 (Г)	-371,2
SiF4 (Г)	-1572,7
SiCl4 (Г)	-617,6
SiCl4 (Ж)	-620,8
SiO2 (T)	-856,7
TiO2 (T)	-889,5
TiCl4 (Ж)	-737,7

45