Стандартное значение энтропии

Вещество
S^0298, Дж/(моль·К)	151,0	191,5	188,7	205,0

 

Изменение стандартной энтропии химической реакции рассчитываем по формуле (6.8):

 =
= 191,5 + 2 × 188,7 + 0,5 × 205,0 – 151,0 = 520,4 Дж/(моль·К); .

Наибольшее значение энтропии соответствует газообразным веществам, поэтому знак  определяется количеством моль исходных газообразных веществ и количеством моль газообразных продуктов реакции.

Для первой реакции из 4 моль газообразных веществ получили
2 моль газообразных продукта реакции, следовательно, энтропия уменьшилась. Для второй реакции из 1 моль газообразных веществ, получили 3,5 моль газообразных продукта реакции, следовательно, энтропия увеличилась.

 

6.3. Индивидуальные задания

 

151. Вычислите, какое количество теплоты выделится при восстановлении Fe₂O₃ металлическим алюминием, если было получено 335,1 г железа. (Ответ 2543 кДж.)

152. Уменьшается или увеличивается энтропия при переходах:
а) воды в пар; в) графита в алмаз? Почему? Вычислите энтропию для каждого превращения. Сделайте вывод о количественном изменении энтропии при фазовых и аллотропных превращениях.

153. Газообразный этиловый спирт можно получить при взаимодействии этилена С₂Н_4(г) и водяных паров. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект. (Ответ: –45,76 кДж.)

154. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе . Ответ мотивируйте, вычислив DG⁰₂₉₈ прямой реакции. (Ответ: –69,7 кДж/моль.)

155. Реакция горения этана выражается термохимическим уравнением . Вычислите теплоту образования этана, если известны теплоты образования СО_2(г) и Н₂О(ж).

156. При какой температуре наступит равновесие системы
?

157. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий веществ вычислите энергию реакции гиббса, протекающей по уравнению . Сделайте вывод о возможности протекания реакции. (Ответ: –19,91 кДж/моль.)

158. При получении молярной массы эквивалента гидроксида кальция из СаО_(к) и Н₂О_(ж) выделяется 32,53 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования оксида кальция. (Ответ: –635,6 кДж.)

159. Реакция восстановления Fe₂O₃ водородом протекает по уравнению . Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? При какой температуре начнется восстановление Fe₂O₃?

160. Кристаллический хлорид аммония образуется при взаимодействии газообразных аммиака и хлорида водорода. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект. Сколько теплоты выделится, если в реакции было израсходовано 10 л аммиака в пересчете на н.у.? (Ответ: 78,97 кДж.)

161. Вычислите ,  и  реакции, протекающей по схеме . Возможна ли эта реакция при температурах 500 и 1000 К?

162. При сгорании 11,5 г жидкого этилового спирта выделилось 308,71 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Вычислите теплоту образования С₂Н₅ОН. (Ответ: –726,62 кДж.)

163. При сгорании газообразного аммиака образуются пары воды и оксид азота. Сколько теплоты выделится при этой реакции, если было получено 44,8 дм³ NO в пересчете на н.у.? (Ответ: 452,37 кДж.)

164. Какая из приведенных реакций: а) ;
б)  может протекать самопроизвольно при стандартных условиях? Ответ обоснуйте, вычислив . Чему равно  первой реакции?

165. Определить знак изменения энтропии  для реакции
2Н_2(г) + О_2(г) = 2Н₂О_(ж). Возможно ли протекание этой реакции в стандартных условиях? Ответ обосновать.

166. Вычислите, при какой температуре начнется диссоциация пентахлорида фосфора, протекающая по уравнению ;  = 92,59 лДж/моль. (Ответ: 509 К.)

167. Какие из карбонатов – ВеСО₃ или ВаСО₃ – можно получить по реакции взаимодействия соответствующих оксидов с СО₂? Какая реакция идет наиболее энергично? Вывод сделайте, вычислив  реакций.

168. Сожжены с образованием Н₂О_(г) равные объёмы водорода и ацетилена, взятых при одинаковых условиях. В каком случае выделится больше теплоты? Во сколько раз?

169. Пользуясь значением термодинамических констант, показать, что в стандартных условиях реакция  невозможна.

170. Водяной газ представляет собой смесь равных обьемов водорода и оксида углерода(II). Найти количество теплоты, выделившейся при сжигании 112 л водяного газа, взятого при н.у.

171. При соединении 2,1 г железа с серой выделилось 3,77 кДж теплоты. Рассчитайте теплоту образования сульфида железа.

172. Найти количество теплоты, выделяющейся при взрыве 8,4 л гремучего газа, взятого при н.у.

173. При взаимодействии 1 моль металлического калия с водой выделяется 188,4 кДж теплоты. Запишите уравнение реакции. Определите, какая масса калия прореагировала, если выделилось 28,65 кДж теплоты. Возможна ли эта реакция при стандартных условиях. (Ответ: 5,85 г.)

174. Вычислите стандартную энтальпию образования уксусной кислоты, используя следующие данные:

а) СН₃СООН (ж) + 2 О₂ = 2 СО₂ (г) + 2 Н₂О (ж)  = –871,54 кДж;

б) С (графит) + О₂ = СО₂ (г)                            = –393,5 кДж;

в) Н₂  + 1/2 О₂ = Н₂О (ж)                               = –285,8 кДж.

(Ответ: –487,06 кДж.)

175. Чем можно объяснить, что при стандартных условиях невозможна реакция, протекающая по уравнению

Н₂ (г) + СО₂ (г) = СО (г) + Н₂О (ж)      = –2,85 кДж?

Вывод сделайте на основании качественного изменения энтропии. Зная тепловой эффект реакции и абсолютные стандартные энтропии соответствующих веществ, определите  этой реакции. (Ответ: 19,91 кДж.)

176. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ, вычислите реакции СО₂ (г) + 4 Н₂ (г) = СН₄ (г) + 2 Н₂O (ж). Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? (Ответ: –130,89 кДж.)

177. При какой температуре наступит равновесие системы

4 НСl (г) + О₂(г) = 2 Н₂О (г) + 2 Сl₂(г)        = –114,2 кДж?

Что в этой системе является более сильным окислителем – хлор или кислород – и при каких температурах? (Ответ: 891 K.)

178. Вычислите DН⁰₂₉₈, DS⁰₂₉₈, DG⁰₂₉₈ для реакции
MgCO₃(кр) = MgO (кр) + СО₂(г). Объясните знак энтропии. (Ответ:
101,46 кДж/моль; 174, 9 Дж/мольК; 43,33 кДж/моль.)

179. Определите DG⁰₂₉₈ реакции, протекающей по схеме
NH₃(г) + О₂ (г) ® NO (г) +Н₂О, г. Вычисления сделайте на основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ. Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? (Ответ: –957,77 кДж.)

180. С помощью термохимического уравнения Н₂S_(г) + 3/2 О₂ =
= SO_2(г) + Н₂О_(ж) + 562,8 кДж, определите объем сгоревшего сероводорода, если известно, что в результате реакции выделилось 281,4 кДж теплоты. (Ответ 11,2 л.)