Заказ №38812

1. Для обратимой газофазной реакции рассчитайте стандартное изменение энергии Гиббса для: а) Т1=298К; б) Т2 и значения констант равновесия Кр и Кс для обеих температур; H2+CO=CH3OH Т2=600К 2. Определите направление протекания реакции при температурах: а) из стандартного состояния; б) при следующих начальных условиях: давление каждого из исходных веществ равно р1, давление каждого из продуктов реакции равно р2, Р1=70кПа Р2=50 кПа 3. Рассчитайте равновесные давления и концентрации всех компонентов равновесной системы при температуре Т2; При ответах на вопросы можно допустить: а) ∆ Н 0 х.р. ∆Sх.р. не зависят от температуры; б) ко всем газообразным компонентам системы применимы законы идеальных газов

Решение:

1. Вычислим стандартное изменение термодинамических характеристик для обратимой газофазной реакции. Вычисления производим, используя следствия закона Гесса. 2H2+CO⇆CH3OH Таблица 1 Вещество ΔН0 298, кДж/моль S 0 298, Дж/(моль*К) ∆G 0 298, кДж/моль CH3OH -201,2 239,7 -272,63 CO -110,5 197,4 -169,32 2H2 0 2*130,6=261,2 -77,84 реакции -90,7 -218,9 -25,47 Величина AG для той или иной реакции может быть определена по формуле: ΔGr = ΔGобр(продуктов) – ΔGoбp(реагентов). Таким образом стандартное изменение энергии Гиббса при Т1=298 К Составит ∆G 0 298х.р. =-25,47 кДж/моль < 0, то есть процесс идет самопроизвольно в прямом направлении. Вычислим энергию Гиббса при температуре Т2=600К ∆rG= ∆Hr-Т*∆S 0 р-ции =-90,7-600*(-0,2189)=+40,64 кДж/моль Закон действия масс: отношение произведения концентраций продуктов реакции к произведению концентраций исходных веществ (все концентрации указывают в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам) есть постоянная, называемая константой равновесия. Константа равновесия реакции К связана с величиной изменения стандартной энергии Гиббса ΔG для этой же реакции: ΔG = – RTlnK, или ΔG = -2,3RTlgK, или К= 10-0,435ΔG/RT где Т – температура реакции, К; R – универсальная газовая постоянная 8,31 Дж/(моль*К) ΔG – значение энергии Гиббса, кДж/моль; 793 К – константа равновесия реакции Рассчитаем стандартное изменение энергии Гиббса для: а) Т1=298К; б) Т2 и значения констант равновесия Кр и Кс для обеих температур Константа равновесия – это мера протекания прямой реакции. К = О – прямая реакция не идет; К =∞ – прямая реакция идет до конца; К > 1 – равновесие сдвинуто вправо; К < 1 – равновесие сдвинуто влево.