Министерство образования рф Московская Государственная Академия Тонкой Химической Технологии им. М.В.Ломоносова Кафедра физической химии.

Домашнее задание на тему:

«Расчет химического равновесия»

Студент Ардабьевский И. Н.

Группа ХТ-302

Преподаватель Крылов А.В.

МОСКВА 2010

Условия расчета:

Реакция	ΔТ	Т,К	Р(общ.),атм.	n,моль				М
				n1 моль	n2 моль	n3 моль	n4 моль
4HCl+O2= 2H2O+2Cl2	700-1100	900	9	4	1	2	2	2

1. Выбор термодинамических свойств веществ

Для проведения расчета нам необходимо знать некоторые свойства веществ, участвующих в реакции. Прежде всего, нам нужны стандартные теплоты образования, стандартные абсолютные энтропии и теплоемкости веществ.

Таблица № 1

Вещество	ΔΗ0298, КДж/моль	ΔS0298, Дж/моль*К	Ср			ΔТ
			а	в*103	c’*10-5
HCl	-92,31	186,79	26,53	4,60	1,09	298–2000
O2	0	205,04	31,46	3,39	-3,77	298–3000
H2O	-241,81	188,72	30,00	10,71	0,33	298–2500
Cl2	0	222,98	37,03	0,67	-2,85	298-3000

2. Расчет стандартного теплового эффекта реакции при Т=298 К

Используя значения стандартных теплот образования на основе закона Гесса (Тепловой эффект при данной температуре – это та энергия, которая выделяется или поглощается при взаимодействии реагентов, взятых в стехиометрических соотношениях с образованием продуктов при той же температуре), рассчитываем стандартный тепловой эффект реакции:

ΔrH°298 = ΣνiΔfH°i298(кон.) - ΣνjΔfH°j298(исх.);

ΔrH°298 =2∙(-241,81)+ 2∙0-4∙(-92,31)-0 = -114380 Дж/моль

Полученный результат показывает, что прямая реакция эндотермическая (идет с поглощением тепла) и по принципу Ле-Шателье, повышение температуры способствует смещению равновесия в сторону образования продукта (конечного вещества).

3. Расчет изменения стандартной энтропии реакции при Т=298,15 К

По данным об абсолютных значениях энтропии участников реакции найдем изменение энтропии реакции:

ΔrS°298 = ΣνiS°i,298 – ΣνjS°j,298

ΔrS°298 = 2∙188,72+ 2∙222,98-4∙186,79-205,04 = -128,8Дж/моль·К

Энтропия – это функция, которая характеризует «порядок» в системе – чем больше значение энтропии, тем больше в системе «беспорядок». В данном случае при протекании реакции энтропия увеличелось.

4. Расчет изменения стандартной энергии Гиббса при Т=298 К

Рассчитаем изменение стандартной энергии Гиббса при Т=298 К в Дж/моль по уравнению и сделаем вывод о направлении протекания реакции при исходных условиях:

ΔrG°298 = ΔrH°298 - TΔrS°298

ΔrG°298 = -114380 – 298.15×-128,8 = -75978,28 Дж/моль

Энергия Гиббса является критерием самопроизвольного протекания процесса. Полученное изменение энергии Гиббса больше нуля, при Т=298.15К реакция не может идти в сторону образования продуктов.

5. Расчет констант равновесия при р=10 атм. и Т=298 К

Рассчитаем lnKp,298 , Kp,298 , Kc при Т=298,15 К:

Из уравнения ΔG°т = -RTlnKp найдем значение lnKp = - ΔrG°₂₉₈/RT ,

lnKp = = 30,649, Kp = 2,045×10¹³ ,

используя соотношение между Кр и Кс, найдем значение Кс: Кр = Кс(RT)^Δν, где Δν = Σνi – Σνj.

Kc = = 5,069×10¹⁶