Зависимость теплового эффекта химической реакции от температуры

Примеры решения типовых задач

Задача 1.Тепловой эффект реакции 4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O_(г) при стандартных условиях равен 1267,2 кДж. Определить тепловой эффект реакции при 363К, если С_р(NH₃) = 35,16 Дж/(мольК); С_р(O₂) = 29,37 Дж/(мольК); С_р(N₂) = 29,12 Дж/(мольК); С_р(H₂O) = 33,61 Дж/(мольК).

Дано: Н298 = 1267,2 кДж Ср(NH3) = 35,16 Дж/(мольК) Ср(O2) = 29,37 Дж/(мольК) Ср(N2) = 29,12 Дж/(мольК) Ср(H2O) = 33,61 Дж/(мольК)	Решение. 4NH3+ 3O2= 2N2+ 6H2O(г) По формуле, выражающей закон Кирхгоффа: находим: Н363=Н298+ [6Ср(H2O) + 2Ср(N2)– 4Ср(NH3)3Ср(O2)](363298) =1267,2103+ [633,61 + +229,12435,16329,37]65 =1267,2103+ 2024,75 =1265175,25 Дж =1265,17 кДж.
Н363?

Ответ:

Н₃₆₃=1265,17 кДж.

Вычисление изменения энергии Гиббса химической реакции по значениям стандартных энтальпий и энтропий

Примеры решения типовых задач

Задача 1.Вычислить стандартное изменение энергии Гиббса при стандартных условиях для реакции

Cd_(т)+ 2AgC1_(т)= 2Ag_(т)+CdC1_2(т)

по стандартным значениям энтальпий образования и абсолютных энтропий химических соединений.

Дано: Т=298 К P=1 атм.	Решение. Выписываем из приложения справочные значения стандартных энтальпий образования и стандартных абсолютных энтропий участников реакции:
	51,76 Дж/(моль.К) 96,07 Дж/(моль.К) 42,69 Дж/(моль.К)	0 –126,8 кДж/моль 0
	115,3 Дж/(моль.К)	–389,0 кДж/моль

–389,0 + 2^. 126,8 = –135,4 кДж

2^. 42,69 + 115,3 – 51,76 –2^. 96,07 = –43,22 Дж/К

–135,4 + 298^.10^–343,22 = –122,52 кДж.

Фазовые равновесия. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса

Примеры решения типовых задач

Задача 1. Рассчитать молярную теплоту плавления дифениламина, если плавление 1 кг дифениламина сопровождается увеличением объема на 9,58^.10^-5 м³, dT/dP=2,67^.10^-7кПа^-1. Температура плавления дифениламина 54°С, молярная масса 169 г/моль.

Дано: m= 1кг Т = 327 К dT/dP=2,6710-7кПа-1 = 9,5810-5м3/кг М = 169 г/моль	Решение. Применяя уравнение Клапейрона-Клаузиуса, находим:
- ?

Ответ:

 = 19,84 кДж/моль.

Задача 2.Плотности жидкого и твердого висмута при температуре плавления 271С при нормальном атмосферном давлении соответственно равны 10005 и 9637 кг/м³. Мольная теплота плавления равна 10878,4 Дж/моль. При какой температуре висмут плавится под давлением 101,01310⁵ Па.

Дано: р1= 1,01325105Па р2=101,013105 Па Т1= 271С = 544 К ж= 10005кг/м3 т= 9637кг/м3  = 10878,4 Дж/моль	Решение. Т2= Т1+Т V1 = Vт = == 2,1710–5 м3
Т2– ?

V₂ = V_ж = == 2,0910^–5 м³

р = р₂ –р₁= 101,01310⁵–1,0132510⁵10010⁵=10⁷ Па.

= –0,4.

Т₂= Т₁+Т = 271 – 0,4 = 270,6С.

Ответ:

Т₂=270,6С.

Химическое равновесие

Примеры решения типовых задач

Задача 1.Рассчитать константу равновесия К_р,х при 600К для реакции

2Н₂ + СО  СН₃ОН_(г),

если при этой температуре для реакции

СН₃ОН_(г) + СО_(г) СН₃СООН_(г) (1)

К_р,1 = 2,78  10^-9 Па^-1,

а для реакции:

2Н₂ + СН₃СООН_(г) 2СН₃ОН_(г) (2)

К_р,2 = 6,5  10^-6 Па^-1.

Решение. При сложении уравнений (1) и (2) получим:

2Н₂ + СО  СН₃ОН_(г).

Следовательно, . Учитывая соотношение

G⁰_р-ции = –RTlnK_р, получим:

–RTlnK_р,х = –RTlnK_р,1–RTlnK_р,2.

Отсюда

lnK_р,х = lnK_р,1 + lnK_р,2;

K_р,х = K_р,1K_р,2 = 2,78  10^-9 Па^-1 6,5  10^-6 Па^-1 = 1,81  10^-14 Па^-2.

Ответ:

K_р,х =1,81  10^-14 Па^-2.