Протекает реакция: 4HCl+O2↔2H2O+2Cl2; 4A+B↔2R+2S. Найти константу равновесия (Кр) при температуре Т1=750 К и Т2=2000 К, если ∆Н =-92,378 Дж/моль; ∆S =186,811 Дж/моль; ∆Н =-242,0 Дж/моль; ∆S =188,859 Дж/моль.
Ответы
Ответ:
2Н₂(г) + СО₂(г) ⇄ НСОН(ж) + Н₂О(ж)
Равновесие устанавливается при ΔG° = 0
ΔG = ΔH - TΔS ⇒ ΔН = ТΔS ⇒ Т = ΔН/ΔS
ΔН = ∑ΔН⁰кон - ∑ΔН⁰исх
ΔS = ∑S⁰кон - ∑S⁰исх
Стандартные энтальпии ΔН° и энтропии ΔS° найдем в таблице:
вещество | ΔН°₂₉₈, кДж/моль | S°₂₉₈, Дж/(моль*К°)
Н₂ (г) | 0 | 130,52
СО₂(г) | - 393,51 | 213,67
Н₂О(ж) | - 285,83 | 70,08
HCOH (г) | - 115,90 | 218,66
Поскольку в правой части уравнения даны жидкие вещества, требуется пересчитать данные для формальдегида (tисп. = -19°C = 254°К, ΔНисп.=23,3 кДж/моль)
ΔН⁰(НСОН(ж)) = ΔН⁰(г) + ΔНисп. = -115,9 -23,3 = - 139,2 (кДж/моль)
S⁰(HCOH(ж)) = S⁰(HCOH(г)) - ΔSисп. = 218,66-23,3*1000/254 = 218,66 - 91,73 = 126,95 (Дж/(моль*К°))
ΔН = - (139,2 + 285,83) - ( 2*0 -393,51) = -31,52 (кДж/моль)
ΔS = 126,95 + 70,08 - 2*130,52 - 213,67 = -277,68 (Дж/(моль*К))
Т = -31,52 * 1000/(-277,68) ≈ 114°К (-159°С)
\displaystyle Kp= \frac{[HCOH][ H_{2}O] }{ [ H_{2}] ^{2}[C O_{2} ] }Kp=
[H
2
]
2
[CO
2
]
[HCOH][H
2
O]
Уравнение изобары:
(dlnKp/dT)p = ΔH/(RT²)
Или в интегральной форме: ln(Kт₂/Кт₁) = ΔН(Т₂-Т₁)/(RТ₁Т₂)
ΔН < 0 , реакция экзотермическая.
При повышении температуры реакция lnКр уменьшится ⇒ Kp ⇒ числитель в выражении константы уменьшится ⇒ реакция будет сдвинута влево, в сторону исходных веществ.
При понижении температуры константа увеличивается, т.е реакция сдвинута вправо, в сторону продуктов реакции.