Основные закономерности протекания химических процессов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образования и Науки РФ

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра химии и химической технологии

Расчетно-графическая работа

«Основные закономерности протекания химических процессов»

Колодезников Никита

Новосибирск, 2017

Задание

Дано уравнение реакции: 2NO_2(г)+Br_2(г)=2NOBr_(г).

1. Для всех веществ, участвующих в реакции, выпишите из приложения 1 значения стандартных термодинамических величин и .

2. Вычислите изменение энтальпии реакции и определите, является ли данная реакция экзо- или эндотермической. Запишите термохимическое уравнение реакции.

3. По виду уравнения реакции, не прибегая к расчетам, определите знак изменения энтропии реакции. Вычислив изменение энтропии реакции в стандартных условиях, объясните знак .

4. Вычислите энергию Гиббса прямой реакции в стандартных условиях и установите возможность самопроизвольного протекания реакции.

5. Определите температуру, при которой реакция находится в равновесии (Т_р).

6. Рассчитайте при Т₁ = Т_р-100, Т₂ = Т_р+100.

7. Постройте график зависимости от Т и обозначьте на графике область температур самопроизвольного протекания реакции.

8. Вычислите значения константы равновесия K_c при температурах Т_р, Т₁ и Т₂. Cделайте вывод о влиянии температуры на величину K_c и на смещение химического равновесия.

энтальпия энергия химический температура

Расчеты, объяснения и выводы

1. Записываем стандартные энтальпии образования и стандартные энтропии для реагентов и продуктов реакции, используя справочные данные:

2. Вычисляем изменение энтальпии при протекании прямой реакции в стандартных условиях, используя следствие 2 закона Гесса: тепловой эффект химической реакции равен разности сумм энтальпий образования продуктов реакции и исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов:

,

где n - стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции,

- стандартные энтальпии образования веществ.

=2•(NOBr)-(2•(NO₂)+(Br₂))

= (2•79,5) - (2•90,25+30,92) = -52,42

Термохимическое уравнение реакции будет иметь вид:

2NO_2(г) + Br_2(г)=2NOBr_{(г) ;} = -52,42 кДж

Так как < 0, то реакция является экзотермической.

3. По виду уравнения реакции, не прибегая к расчетам, можно объяснить знак изменения энтропии реакции следующим образом: сумма количества веществ продуктов реакции (2 моль газа) меньше, чем исходных веществ (3 моль газа). Это говорит об уменьшении неупорядоченности системы и уменьшении энтропии. Соответственно < 0.

Вычисляем изменение энтропии реакции в стандартных условиях, используя следствие из закона Гесса, по формуле

,

где n - стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции;

- стандартные энтропии образования веществ.

= (2•259,3) - (2•210,62 + 245,35) = -147,99

Так как < 0, то уменьшается неупорядоченность системы.

4. Вычисляем энергию Гиббса прямой реакции в стандартных условиях (298К), используя уравнение Гиббса-Гельмгольца:

,

где T=298 K;

= -52,42+2980,14799 = - 8,32

Так как , реакция протекает в прямом направлении при стандартных условиях.

5. Определяем температуру, при которой реакция будет находится в равновесии.

Реакция будет находиться в равновесии, когда .

= 354,2 К.

6. Рассчитываем при .

7. Строим график зависимости от и определяем область температур самопроизвольного протекания реакции.

8. Вычисляем значения константы равновесия для температур .

,

где R - газовая постоянная, равная 8,314

При повышении температуры константа равновесия уменьшается.

Реакция экзотермическая ( < 0). Следовательно, увеличение температуры будет способствовать смещению равновесия в сторону реагентов (обратной реакции).

Размещено на Allbest.ru