![]() |
Общая
химия.
Учебное
пособие
|
![]() |
1.3
РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ “ХИМИЧЕСКАЯ
ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕРМОХИМИЯ” 1. Рассчитайте
ΔHo298 химической
реакции Na2O(т)
+ H2O(ж) → 2NaOH(т) Решение По данным таблицы 1 приложения,
стандартные энтальпии
образования Na2O(т), H2O(ж)
и NaOH(т)
при 298К равны соответственно –416, –286 и –427,8
кДж/моль. Используя следствие из
закона Гесса, рассчитываем ΔHo298 химической
реакции: ΔHo298 = 2 Ответ: –153,6 кДж. 2. Определите, как изменяется
энтропия при
протекании химического процесса Na2O(т) + H2O(ж) → 2NaOH(т). Решение. В данном процессе при
взаимодействии 1 моль
кристаллического и 1 моль жидкого вещества образуется 2 моль
кристаллического
вещества. Следовательно, система переходит в состояние с меньшим
беспорядком, и
энтропия уменьшается (ΔS< 0). Ответ: уменьшается. 3. Рассчитайте
величину ΔSo298 для
процесса Решение. Используя справочные данные: So(NaOH,т) =
64,16 Дж/(моль·К), ΔSo298 = 2·So(NaOH,т) – [So(Na2O,т) + So(H2O,ж)] = 2·64,16
– (75,5 + 70) = Ответ: –17,18 Дж/К. 4. Рассчитайте
изменение энергии Гиббса (ΔGo298) для
процесса Решение:
При стандартных условиях и T=298К ΔGo298
можно рассчитать как разность суммарной энергии Гиббса образования продуктов реакции
и суммарной
энергии Гиббса образования исходных веществ. Необходимые справочные
данные: ΔGo298 = 2· Значение ΔGo298
отрицательно, поэтому самопроизвольное
протекание реакции возможно. Ответ:
–147,2
кДж; возможно. 5. Определите, возможно ли
при 95oС самопроизвольное протекание процесса
Na2O(т) + H2O(ж) → 2NaOH(т).
Ответ обоснуйте,
рассчитав величину изменения энергии Гиббса при данной
температуре. Решение: Переведем температуру в шкалу
Кельвина: Т=273+95=368К. Для
расчета ΔGo368 воспользуемся уравнением: ΔGo368 =ΔHo –
TΔSo Воспользуемся
изменениями энтальпии и энтропии, рассчитанными для данного процесса в
предыдущих задачах. При этом величину изменения энтропии необходимо
перевести
из Дж/К
в кДж/К, поскольку
значения ΔH и ΔG обычно измеряют в кДж. –17,18 Дж/К = –0,01718
кДж/К ΔGo368 = –153,6
– 368·(–0,01718) =
–147,3 кДж. Таким образом, ΔGo368 < 0, поэтому
самопроизвольное протекание данного процесса при 95oС
возможно. Ответ:
–147,3
кДж; возможно. 6. Составьте термохимическое
уравнение реакции
взаимодействия Na2O(т) и H2O(ж),
если при этом образуется
1 моль NaOH(т). В
ответе приведите количество теплоты,
указанное в термохимическом уравнении. Решение: Коэффициенты в термохимическом
уравнении имеют смысл
молей. Поэтому допустимы дробные значения коэффициентов. 1 моль гидроксида натрия может
образоваться из 1/2 моля оксида
натрия и 1/2 моля воды. В задании 1 (см. выше) рассчитано, что при
образовании
2 моль NaOH в данной
реакции выделяется 153,6 кДж теплоты
(ΔHo298 = –153,6 кДж). Поэтому
при
образовании 1 моль NaOH
количество выделившейся
теплоты будет в 2 раза меньше, т.е. 76,8 кДж. В термохимическом
уравнении
количество выделяющейся теплоты указывают со знаком
“плюс”: 1/2 Na2O(т) + 1/2 H2O(ж) → NaOH(т) + 76,8 кДж. Ответ: +76,8 кДж.
©
А.И. Хлебников, И.Н. Аржанова, О.А. Напилкова
|