Методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения Екатеринбург
Скачать 0.96 Mb.
|
2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ2.1. Термодинамический метод рассмотрения химических процессовТермодинамический подход заключается в рассмотрении начального и конечного состояний взаимодействующих веществ, при этом не учитываются механизм и скорость процесса. Для описания систем используют набор термодинамических функций, основными из которых являются Н – энтальпия, S – энтропия, G – энергия Гиббса. В справочных таблицах приводят стандартные: энтальпии образования веществ  , кДж/моль, энтропии веществ  , Дж/(моль×К) (табл. П.1), энергии Гиббса образования веществ  , кДж/моль. Стандартные условия: Т = 298 К; Р = 1,013×105 Па; вещества –химически чистые. Энтальпийный эффект химической реакции определяют по закону Гесса и следствию из него. Следствие из закона Гесса: изменение энтальпии химической реакции равно разности сумм энтальпий образования продуктов реакции и исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов:  = å(n ) – å (m ),где n, m – стехиометрические коэффициенты. Аналогичным образом можно рассчитывать изменение и других функций – энтропии (  ), энергии Гиббса ( ).В системах, находящихся при постоянных температуре и давлении, самопроизвольно могут протекать только те процессы, которые сопровождаются уменьшением энергии Гиббса (DG < 0). Если DG > 0 , реакция протекает в обратном направлении, а при DG = 0 система находится в состоянии химического равновесия. Пример. Вычислить стандартные изменения энтальпии, энтропии, энергии Гиббса в реакции CO2(г) + С (графит) = 2CO(г). Определить температуру, при которой устанавливается химическое равновесие реакции, и сделать вывод о возможности протекания реакции в прямом направлении. Решение.
= å (n ) – å (m )= 2 – ( +  )== 2×(–110,5) – (–393,5 + 0) = 172,5 кДж. >0 – эндотермическая реакция.
= å (n  ) – å (m  )=  – ( + ) = =2·197,5 – (213,7 + 5,7) = 175,6 Дж/К = 175,6×10-3 кДж/К.
= –  = 172,5 –298×175,6×10-3 = 120,2 кДж. > 0, при Т = 298 К прямая реакция невозможна.
Если пренебречь зависимостями  и DS от температуры и считать их постоянными, можно рассчитать энергию Гиббса при нестандартной температуре Т: DG = DН – Т×DS » – = – = 0 Þ Т = = 
 Из графика видно, что в интервале температур 0 – 982 К DG > 0, следовательно, прямая реакция невозможна; выше 982 К DG < 0, т.е. самопроизвольно протекает прямая реакция. Задания к подразделу 2.1Вычислить стандартные изменения энтальпии, энтропии, энергии Гиббса в соответствующей реакции ( ,в табл. П.1). Определить температуру, при которой устанавливается химическое равновесие реакции, и сделать вывод о возможности протекания реакции в прямом направлении (из расчетных либо графических данных).
|
Похожие:
 | Методические указания предназначены для студентов заочной формы обучения по специальности Техническое обслуживание и ремонт автомобильного... | | Методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения по специальности |
 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение саратовской области |
| Федеральное агентство РФ по рыболовству федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение | | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Ярославский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования | | Федеральное агентство РФ по рыболовству федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение |
| Федеральное агентство РФ по рыболовству федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение | | Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Альменевский аграрно-технологический техникум» |