Рассчитайте тепловой эффект реакции.

[talonchek]

Рассчитайте тепловой эффект реакций и изменение энтропии при
стандартных условиях:. СuO(к) + Рb(к)= Cu(к)  + PbO(к). Экзо- или
Эндотермическим является этот процесс? Возможно ли самопроизвольное
протекание реакции в стандартных условиях? Обратима ли данная реакция?
При какой температуре (ориентировочно) прямая и обратная реакции

равновероятны?

[yatcheh]

04.11.2023 в 14:07, talonchek сказал:

Рассчитайте тепловой эффект реакций и изменение энтропии при
стандартных условиях:. СuO(к) + Рb(к)= Cu(к)  + PbO(к). Экзо- или
Эндотермическим является этот процесс? Возможно ли самопроизвольное
протекание реакции в стандартных условиях? Обратима ли данная реакция?
При какой температуре (ориентировочно) прямая и обратная реакции

равновероятны?

 

К задаче такого рода должны прилагаться табличные значения энтальпии и энтропии реагентов.

[talonchek]

энтальпия: CuO: -156, PbO: -217

энтропия : CuO: 43 Pb:65 PbO:69 Cu:33

[bacan]

1. Определим тепловой эффект реакции, получим:
ΔHх.р. = Σ∆H°прод – Σ∆H°исх;
ΔH°х.р. = ΔН°PbO(к) — ΔН°CuO(к) = -217 – (-156) = -61 кДж/моль.
Так как ΔH < 0 (это значит, что тепло выделяется - реакция экзотермическая).
2. Определим изменение энтропии при стандартных условиях, получим:
ΔS°х.р. = ΣS°прод – ΣS°исх
ΔS°х.р. = [S°PbO(к) + S°Cu(к)] — [S°CuO(к) + S°Pb(к)] = (69 + 33) — (43 + 65) = -6 Дж/K = -0,006 кДж/(моль · К).
3. Найдем энергию Гиббса при стандартных условиях:
ΔG°298. =  ΔH°х.р. – TΔS°х.р. = -61 - [298 · (-0,006) = -59,212 кДж/моль.
ΔG°298. < 0, следовательно, реакция самопроизвольно протекает в стандартных условиях.
4. Для определения обратимости данного процесса определим тепловой эффект обратимой реакции и изменение энтропии при стандартных условиях:
PbO(к) + Cu(к)= Pb(к)  + CuO(к)
ΔH°х.р. = ΔН°CuO(к) — ΔН°PbO(к) = -156 – (-217) = 61 кДж/моль.
ΔS°х.р. = [S°CuO(к) + S°Pb(к)] — [S°PbO(к) + S°Cu(к)] = (43 + 65) — (69 + 33) = 6 Дж/K = 0,006 кДж/(моль · К).
Тогда
ΔG°298. =  ΔH°х.р. – TΔS°х.р. = 61 - (298 · 0,006) = 59,212 кДж/моль.
ΔG°298. > 0, следовательно, обратимая реакция самопроизвольно не протекает в стандартных условиях.
Так как обратимая реакция не протекает в стандартных условиях, то данный процесс не обратим.
5. Рассчитаем температуру наступления равновесия системы:
В состояния равновесия:
∆G = 0 и ∆H = T∆S.
Находим Т = ∆H/∆S;
Т = (-61 кДж/моль)/(-0,006 кДж/(моль · К) = 10166,7 K.
Ответ: при 10166,7 K наступает равновесие реакции.

 

https://clck.ru/36QZDE

Изменено 5 Ноября, 2023 в 14:55 пользователем bacan

[HE KOT]

 

ΔH=H(PbO)-H(CuO)= -217-(-156)=-61

Q= -ΔH= +61 кДж ЭКЗОтермический

ΔS= S(PbO)+S(Cu)-S(Pb)-S(CuO)= 69+33-65-43=-6 Дж = -0.006 кДЖ

ΔG= ΔH-T*ΔS

T= 298K

ΔG= -61-298*-0.006= -59.212 

ΔG < 0 => возможен самопроизвольный процесс протекания реакции

 

По логике вещей прямая реакция равновероятна обратной при dG= 0

ΔG= ΔH-T*ΔS

0= -61 -T*(-0.006)

T= 10166.6K