3.1. Составление уравнения зависимости от температуры величины теплового эффекта и изменения энтропии
Зависимость теплового эффекта реакции от температуры определяется законом Кирхгофа(1):
т
∆H°т= ∆H°298 + ∫∆cp dT
298
Рассчитаем ∆H°298 по уравнению(2):
∆H°298=∑(ni ∆H°298)кон - ∑(ni ∆H°298)исх
∆H°298=(-2126800)-(-813000)=2939800 Дж
Рассчитаем ∆а(3):
∆а = ∑(ni ∆ai)кон - ∑(ni ∆ai)исх
∆а = (80,4+132,42)-(91,61+85,23)= 35,98 Дж/моль*К
Рассчитаем ∆b(4):
∆b = ∑(ni ∆bi)кон - ∑(ni ∆bi)исх
∆b= (2*18,40*10-3 +3*9,04*10-3 )-(118,10*10-3 +3*4,10*10-3 )=66,48*10-3 Дж/моль*К
Рассчитаем ∆с’(5):
∆c’ = ∑(ni ∆с’i)кон - ∑(ni ∆с’i)исх
∆c’=(2*(0*105))+3*(-8,53*105)-(0+3*0,46*105) = -26,97*105 Дж/моль*К
Рассчитаем ∆ср(6):
∆ср= ∆а + ∆bT +∆с’T-2
∆ср=35,98-66,48*10-3Т -26,97*105Т-2
Таблица 1
Т,К |
650 |
700 |
750 |
800 |
∆ср ,Дж/К |
-60706 |
-65379 |
-70051 |
-74724 |
Т,К |
850 |
900 |
950 |
298 |
∆ср ,Дж/К |
-79396 |
-84069 |
-88741 |
|
Найдем тепловой эффект реакции по уравнению (1):
т
∆H°т = 244000+ ∫ (35,98-66,48*10-3Т -26,97*105Т-2)dT
298
Уравнение зависимости от температуры величины теплового эффекта реакции:
∆H°т=244000+35,98(Т-298)-66,48 *10-3*(Т2-2982)/2-26,97*105/(Т-298)
Составим теперь уравнение зависимости от температуры изменения энтропии.
Изменение энтропии системы в результате протекания процесса определяется по уравнению(7):
т
∆S°т= ∆S°298 + ∫(∆cp/T) dT
298
Рассчитаем ∆S°298 по уравнению (8):
∆S°298=∑(ni ∆S°298)кон - ∑(ni ∆S°298)исх
∆S°298= (100+640,8)-(137,8+592,2)= -81,2 Дж/К
Найдем изменение энтропии системы по уравнению(7):
т
∆S°т = -81,2 - ∫ (35,98/Т-66,48 *10-3 -26,97* 105Т-3) dT
298
Уравнение зависимости от температуры изменения энтропии:
∆S°т = -81,2 +(35,98* lnТ/298-66,48*10-3 (Т-298)+26,97* 105*(Т-2-298-2)
3.2. Вычисление величин ∆н°т, ∆s°т, ∆g°т и lnKp при различных температурах и построение графиков в координатах
∆H°т – Т, ∆S°т – Т, ∆G°т – Т, lnKp – 1/T
3.2.1. Определение теплового эффекта реакции при различных температурах
Рассчитаем тепловые эффекты для температур из диапазона 650-950 с шагом 50К по формуле
∆H°т=244000-35,98(Т-298)+66,48 *10-3/2*(Т2-2982)-26,97*105*(1/Т-1/298)
и занесем полученные данные в табл. 2.
T=650K: ∆H°т= 251026Дж
T=700K: ∆H°т= 251935 Дж
T=750K: ∆H°т= 252844 Дж
T=800K: ∆H°т= 253753 Дж
T=850K: ∆H°т= 254662Дж
T=900K: ∆H°т= 255571Дж
T=950K: ∆H°т= 256480 Дж
Таблица 2
Величина ∆H°т при различных температурах для изучаемой реакции
Т,К |
650 |
700 |
750 |
800 |
∆H°т ,Дж |
251026 |
251935 |
252844 |
253753 |
Т,К |
850 |
900 |
950 |
298 |
∆H°т,Дж |
254662 |
255571 |
256480 |
|
По данным табл. 2 построим график -∆H°т –T (рис.2)
