Пример 10.

Расчет по уравнению изотермы реакции: определение направления обратимой реакции состоянии, отличающемся от стандартного.

Для реакции

СО + Cl₂  СОCl₂ константа равновесия равна 6,386 при 600С.

В каком направлении будет протекать реакция, если в 1л реакционной смеси находятся:

а) 1 моль СО; 1 моль Cl₂ и 4 моль СОCl₂

б) 1 моль СО; 1 моль Cl₂ и 8 моль СОCl₂

в) 1 моль СО; 1,565 моль Cl₂ и 10 моль СОCl₂

Решение. В закрытой системе давления газов пропорциональны их количествам веществ. Воспользуемся уравнением изотермы Вант-Гоффа.

Пс rG = R T ln  К		 (СОCl2) Рассчитаем Пс =  (СО)(Cl2)
4 а) Пс =  = 4; 1  1	8 б) Пс =  = 8; 1  1		10 в) Пс =  = 6,386. 1,565  1

Для:

а) самопроизвольно будет протекать прямая реакция, т.к. П_с < К;

б) самопроизвольно будет протекать обратная реакция, т.к. П_с > К;

в) система находится в состоянии равновесия, т.к. П_с = К.

Пример 11.

Расчет константы равновесия при второй температуре по уравнению изобары реакции. Расчет стандартной энтальпии по двум константам при разных температурах по уравнению изобары реакции.

Константа равновесия реакции Fe₃O₄(тв) + 4СО(г) == 3Fe(тв) + 4СО₂(г) при 1091 К равна 2,49; а при 1312 К  4,50.

Рассчитайте: а) стандартную энтальпию реакции; б) константу равновесия при 1200 К.

Решение. Воспользуемся уравнением изобары химической реакции.

Примем Т₁ = 1091 К; Т₂ = 1312 К.

R ln(k2/k1) а) rH =  (1/Т1 – 1/Т2)

8,31 Дж/(моль К)  ln (4,5 / 2,49) rH =  = 31,9 кДж/(моль К) ( 1/1091К – 1/1312К)

б) Примем Т₁= 1091К, Т₂= 1200К. Преобразуем уравнение

rН ln k2 =  (1/Т1- 1/Т2) + ln k1 R

31900 Дж/моль ln k2 =  (1/1091К – 1/1200 К) + ln 2,49 К2 = 3,43. 8,31 Дж/(моль К)

Химическая термодинамика. Энергетика химических реакций.

I начало термодинамики. Энтальпия. Закон Гесса.

Задания для самостоятельной работы из «Сборника задач и упражнений по общей химии».

2.19; 2.45; 2.57; 2.61

Химическая термодинамика. II начало термодинамики.

Энтропия. Химическое равновесие.

Задания для самостоятельной работы из «Сборника задач и упражнений по общей химии».

2.78; 2.84; 2.87; 2.94; 2.100; 2.110

Домашнее задание:

Сделайте заключение о практической обратимости реакции гидролиза вещества X, рассчитав константу равновесия процесса при 310 К, используя значение ΔG° реакции.

ΔG°= ______________кДж/моль.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определите, какой из термодинамических факторов энтальпийный или энтропийный является определяющим в протекании биохимического процесса по значениям ΔН° и ΔS⁰ реакции.

Протекает ли этот процесс при 310 К?

ΔН⁰______________кДж/моль.

ΔS⁰______________Дж/ моль К

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________