1 Для предложенной реакции ответьте на следующие вопросы экзо- или эндотермической является данная реакция

1. Для предложенной реакции ответьте на следующие вопросы: экзо- или эндотермической является данная реакция; определите тепловой эффект образования 1 кг любого из продуктов реакции; как меняется степень беспорядка в ходе реакции; возможна ли данная реакция в открытой системе при 25°С и 1000 K? При какой температуре выделяется больше энергии; рассчитайте числовое значение Кравновесия при температуре 25°С и 1000 К. При какой температуре полнота протекания реакции выше? Не забудьте уравнять предложенную реакцию. Решение Уравнение реакции: CH4(г) + 2O2(г) = CO2(г) + 2H2O(г) CH4(г) O2(г) CO2(г) H2O(г) H°, кДж/моль –74,85 0 –393,5 –241,8 S°, Дж/(мольК) 186,24 205 213,66 188,72 Вычисляем тепловой эффект реакции, пользуясь следствием из закона Гесса. H°р = nH°прод. – nH°исх. H°р = H°(CO2(г)) + 2H°(H2O(г)) – H°(CH4(г)) H°р = –393,5 + 2 (–241,8) – (–74,85) = –802,25 кДж. H°р < 0, реакция экзотермическая. При образовании 1 моля CO2 выделяется 802,25 кДж теплоты. Молярная масса CO2 равна M(CO2) = 44,01 г/моль. Следовательно, при образовании 44,01 г CO2 выделяется 802,25 кДж теплоты. Тогда при образовании 1 кг (1000 г) CO2 выделяется 802,25 = 18228,81 кДж теплоты. Вычисляем изменение энтропии в ходе реакции. S°р = S°(CO2(г)) + 2S°(H2O(г)) – S°(CH4(г)) – 2S°(O2(г)) S°р = 213,66 + 2 188,72 – 186,24 – 2 205 = –5,14 Дж/К. S°р < 0, значит, степень беспорядка в ходе реакции уменьшается. Рассчитаем изменение энергии Гиббса при 25°С (298 К) и 1000 К. G°р = H°р – TS°р G°298 = –802,25 – 298 (–0,00514) = –800,72 кДж. G°1000 = –802,25 – 1000 (–0,00514) = –797,11 кДж. При температуре 25°С величина G°298 меньше, поэтому энергии выделится больше. Вычисляем константу равновесия при двух температурах. При 25°С: ln Kр = = 323,19. Kр = e323,19 = 2,2810140. При 1000 К: ln Kр = = 95,87. Kр = e95,87 = 4,341041. Величина константы равновесия больше при 25°С, значит, при этой температуре реакция протекает с большей полнотой. 2. Рассчитайте, сколько тепла выделится при сгорании 1 м3 C2H2 (н.у.). Запишите термохимическое уравнение реакции Решение Уравнение реакции: C2H2 + O2 = 2CO2 + H2O Вычисляем тепловой эффект реакции по следствию из закона Гесса. ΔH° = 2ΔH°(CO2) + ΔH°(H2O(ж)) – ΔH°(C2H2) ΔH°(CO2) = –393,51 кДж/моль ΔH°( H2O(ж)) = –285,83 кДж/моль ΔH°(C2H2) = 226,75 кДж/моль ΔH° = 2 (–393,51) + (–285,83) – 226,75 = –1299,6 кДж. 1 моль ацетилена занимает объем 22,4 л при нормальных условиях. Вычисляем теплоту реакции при сгорании 1000 л ацетилена. Q = –ΔH° · = 1299,6 · = 58017,9 кДж. При сгорании 1 м3 ацетилена выделится 58017,9 кДж теплоты. Термохимическое уравнение: C2H2(г) + O2(г) = 2CO2(г) + H2O(ж); H0р = –1299,6 кДж. 3. Определите, при какой температуре начнется реакция восстановления Fe3O4, протекающая по уравнению Fe3O4(к) + CO(г) = 3FeO(к) + CO2(г); Н°х.р. = 34,55 кДж. Вычислите Kp при стандартных условиях Решение Уравнение реакции: Fe3O4(к) + CO(г) = 3FeO(к) + CO2(г); H°х.р. = +34,55 кДж Равновесие в системе наступает, когда энергия Гиббса G° равна нулю. G°х.р. = H°х.р. – TS°х.р. При равновесии G°х.р. = 0 и H°х.р. = TS°х.р.. Рассчитаем S°х.р. реакции: S°х.р. = nS°прод. – nS°исх. S°х.р. = S°(CO2(г)) + 3S°(FeO(к)) – S°(Fe3O4(к)) – S°(CO(г)) S°х.р. = 213,65 + 3 ∙ 54 – 146,4 – 197,91 = 31,34 Дж/К. Так как H°х.р. = TS°х.р., то T = H°х.р. / S°х.р. = 34550 / 31,34 = 1102 K. Реакция начинается при 1102 K. Вычисляем изменение энергии Гиббса. G°р = H°р – TS°р G°298 = 34,55 – 298 0,03134 = 25,21 кДж. При стандартных условиях реакция идет в обратном направлении. Вычисляем константу равновесия при 298 К. ln Kр = = –10,18. Kр = e–10,18 = 3,7910–5. Ответ: Реакция начнется при 1102 К. При стандартных условиях реакция идет в обратном направлении. Kр = 3,7910–5. Литература Ахметов А. С. Общая и неорганическая химия: учеб. для вузов. – 4-е изд., испр. – М.: Высшая школа, Академия, 2010. – 743 с. Глинка Н. Л. Общая химия: учеб. пособие для вузов. – изд. 17-е. – М.: ЮРАЙТ, 2010. – 702 с. Зайцев О. С. Химия. – М.: Академия, 2008. – 544 с. Князев Д. А., Смарыгин С. Н. Неорганическая химия: учеб. для вузов. – М.: Высшая школа, 2006. – 430 с. Лурье Ю. Ю. Справочник по аналитической химии. – М.: Химия, 1989. – 448 с.

Тип работы:

Контрольная работа

Предмет:

Химия

Статус:

выполнено

Стоимость. Рублей:

80

Дата выполнения:

2015-04-18

Understand your user experience

I am text block. Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

Read More

remain responsive across devices

I am text block. Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

Read More

fall in love with our features

Real time stats

Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec mattis, pulvinar dapibus leo.

Multilingual & translatable

Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec mattis, pulvinar.

Less plugins needed

Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec mattis, pulvinar dapibus leo.

Amazingly responsive

Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec mattis, pulvinar dapibus leo.

Community builder

Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec mattis, pulvinar dapibus leo.

Easy to use interface

Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec mattis, pulvinar dapibus leo.

Выполним любую работу на заказ

У нас вы можете заказать уникальное решений этой задачи или любой другой

Adblock detector