Логотип Автор24реферат
Заказать работу
%
уникальность
не проверялась
Контрольная работа на тему:

Определение возможности протекания химической реакции. Рассчитайте тепловой эффект реакции в стандартных условиях

уникальность
не проверялась
Аа
5266 символов
Категория
Химия
Контрольная работа
Определение возможности протекания химической реакции. Рассчитайте тепловой эффект реакции в стандартных условиях .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Определение возможности протекания химической реакции 1. Рассчитайте тепловой эффект реакции в стандартных условиях . Укажите, выделяется или поглощается теплота при протекании этой реакции. Каким будет тепловой эффект реакции, если в ней расходуется 1 кг одного из исходных веществ? 2. По уравнению реакции и агрегатным состояниям веществ качественно оцените изменение энтропии реакции (ΔS > 0, ΔS < 0, ΔS ≈ 0). Объясните полученный результат. 3.Рассчитайте изменение энтропии реакции в стандартных условиях по значениям стандартных энтропий участников реакции . 4. Качественно оцените возможность самопроизвольного протекания реакции при высоких и низких температурах. 5. Рассчитайте изменение энергии Гиббса реакции, протекающих при стандартном давлении и температурах Т1 = 298 К и Т2, допуская, что и не зависят от температуры. 6. Постройте график зависимости от температуры. Укажите, как влияет температура на возможность самопроизвольного протекания реакции в прямом направлении. 7. Выразите константу равновесия реакции Кр через парциальные давления участников реакции. Рассчитайте термодинамическую константу равновесия реакции, протекающей при Т1 = 298 К и Т2. Укажите, при какой из этих температур равновесная смесь богаче продуктами реакции. 8. Определите температуру, при которой изменяется направление реакции. Укажите, в каком направлении будет протекать реакция при температуре, которая выше найденной. 4NH3(г) + 3O2(г) = 2N2(г) + 6H2O(г); Т2 = 750 К.

Нужно полное решение этой работы?

Ответ

при сгорании 1 кг NH3 выделится 74472 кДж тепла. 2. До начала реакции было 4 + 3 = 7 молей газообразных веществ, после реакции образовалось 2 + 6 = 8 молей газов. Энтропия в ходе реакции увеличивается, ΔS &gt; 0. 3. Изменение энтропии в ходе реакции вычислим по уравнению ΔS2980=n⋅S,298(прод)0-m⋅S298(исх)0; ΔS2980=[2⋅S2980(N2)+6⋅S2980(H2O)]-4⋅S2980(NH3)+3⋅S2980(O2); ΔS2980=[2⋅191,5+6⋅188,74]-4⋅192,5+3⋅205,03=130,35Дж/моль К. В ходе реакции энтропия будет увеличиваться, так как в ходе реакции увеличивается число молей газов. 4. Направление протекания реакции определяем по изменению энергии Гиббса: . При высоких температурах, когда Т→∞, произведение Т·∆S значительно больше, чем ∆Н, поэтому знак изменения определяем по знаку изменения ∆S. Так как ∆S &gt; 0, то ΔG≈-T⋅ΔS&lt;0, то есть при высоких температурах реакция может идти самопроизвольно. При низких температурах Т→ 0, величина Т·∆S мала и не оказывает большого влияния на знак изменения . При низких температурах знак изменения энергии Гиббса зависит от знака изменения ∆Н: . Так как ∆Н &lt; 0, то и &lt; 0. При низких температурах реакция также может идти самопроизвольно. 5. Изменение энергии Гиббса в стандартных условиях при Т1 = 298 К равно ΔG2980=ΔH2980-T1⋅ΔS2980; значение переведем из Дж/моль К в кДж/моль К: = 0,130 кДж/К. ΔG2980=-1266,1-298⋅0,130=-1304,9 (кДж). Изменение энергии Гиббса при Т2 = 750 К равно ΔGT20=ΔH2980-T2⋅ΔS2980=-1266,1-750⋅0,130=-1363,6 (кДж). При Т1 = 298 К и при Т2 = 750 К реакция может идти самопроизвольно. 6. График зависимости строим по двум точкам (рис. 1): при Т = 298 К ΔG2980=-1304,9 (кДж) и при Т = 750 К ΔG8000=-1363,6 (кДж). Рисунок 1. Зависимость ∆G от температуры Реакция необратимая. При любой температуре ∆G &lt; 0, реакция идёт в прямом направлении. 7. Константа равновесия вычисляется по уравнению Kp=pN22⋅pH2O6pNH34⋅pO23. ΔG=-R⋅T⋅lnKp; где R – универсальная газовая постоянная, равна 8,31 Дж/моль К; ∆G – изменение энергии Гиббса при температуре Т, выраженное в Дж: ΔG2980=-1304,9 (кДж) = - 1304,9∙103 (Дж) и ΔG7500=-1363,6 (кДж) = - 1363,6∙103 (Дж). lnKp=-ΔGR⋅T; при Т1 = 298 К lnKp=--1304,9⋅1038,31⋅298=527; Кр = е527 = 1,4∙10228; при Т2 = 750 К lnKp=--1363,6⋅1038,31⋅750=218,8; Кр = е218,8 = 5,4∙1094. При 298 К и при 750 К константа Кр &gt; 1, поэтому равновесие будет смещено в сторону прямой реакции, но так как К298 &gt; К750, то в газовой смеси концентрация продуктов реакции будет больше при 298 К. 8. Реакция изменит свое направление при ∆G = 0. Из выражения Tp=ΔHΔS=-1266,10,130=-9739. Температура по шкале Кельвина не может принимать отрицательные значения. При любой температуре реакция может самопроизвольно идти только в прямом направлении.

Решение

Потяни, чтобы посмотреть
Выпишем из Приложения 1 значения стандартных термодинамических функций для всех веществ, участвующих в реакции.
Вещество NH3(г) O2(г) N2(г) H2O(г)
, кДж/моль -46,19 0 0 -241,81
, Дж/моль К 192,50 205,03 191,5 188,74
1. Согласно следствию из закона Гесса, тепловой эффект химической реакции равен величине, обратной изменению энтальпии в ходе реакции. А изменение энтальпии равно разности между суммой стандартных энтальпий образования продуктов реакции и суммой стандартный энтальпий образования исходных веществ с учетом их стехиометрических коэффициентов:
ΔH2980=n⋅ΔHf,298(прод)0-m⋅ΔHf,298(исх)0;
ΔH2980=[2⋅ΔHf,2980(N2)+6⋅ΔHf,2980(H2O)]-4⋅ΔHf,2980(NH3)+3⋅ΔHf,2980(O2)= - Qхим.р.;
ΔH2980=[2⋅0+6⋅-241,81]-4⋅(-46,19)+3⋅0=-1266,1 (кДж);
Qхим.р. = 1266,1 кДж.
В ходе реакции тепло выделяется, реакция экзотермическая.
Найдем тепловой эффект реакции, если в ней принимает участие 1 кг = 1000 г NH3. Молярная масса NH3 равна М(NH3) =14+3∙1 = 17 (г/моль).
В 1 кг NH3 число молей равно
nNH3=mNH3MNH3=100017=58,82 (моль).
Тепловой эффект реакции с участием 1 кг NH3 равен
Q=Qхим.р.⋅nNH3=(1266,1)⋅58,82=74472,0 кДж.
Ответ: при сгорании 1 кг NH3 выделится 74472 кДж тепла.
2 . До начала реакции было 4 + 3 = 7 молей газообразных веществ, после реакции образовалось 2 + 6 = 8 молей газов. Энтропия в ходе реакции увеличивается, ΔS > 0.
3. Изменение энтропии в ходе реакции вычислим по уравнению
ΔS2980=n⋅S,298(прод)0-m⋅S298(исх)0;
ΔS2980=[2⋅S2980(N2)+6⋅S2980(H2O)]-4⋅S2980(NH3)+3⋅S2980(O2);
ΔS2980=[2⋅191,5+6⋅188,74]-4⋅192,5+3⋅205,03=130,35Дж/моль К.
В ходе реакции энтропия будет увеличиваться, так как в ходе реакции увеличивается число молей газов.
4. Направление протекания реакции определяем по изменению энергии Гиббса:
.
При высоких температурах, когда Т→∞, произведение Т·∆S значительно больше, чем ∆Н, поэтому знак изменения определяем по знаку изменения ∆S. Так как ∆S > 0, то ΔG≈-T⋅ΔS<0, то есть при высоких температурах реакция может идти самопроизвольно.
При низких температурах Т→ 0, величина Т·∆S мала и не оказывает большого влияния на знак изменения
50% задачи недоступно для прочтения
Переходи в Автор24, регистрируйся и получай полное решение
Получить задачу
Больше контрольных работ по химии:

Смешали 10 см3 10%-ного раствора HNO3 (пл

1545 символов
Химия
Контрольная работа

Какие продукты получатся при гидролизе фосфатидилхолина

684 символов
Химия
Контрольная работа
Все Контрольные работы по химии
Закажи контрольную работу
Оставляя свои контактные данные и нажимая «Узнать стоимость», я соглашаюсь пройти процедуру регистрации на Платформе, принимаю условия Пользовательского соглашения и Политики конфиденциальности в целях заключения соглашения.

Наш проект является банком работ по всем школьным и студенческим предметам. Если вы не хотите тратить время на написание работ по ненужным предметам или ищете шаблон для своей работы — он есть у нас.