Расчет энтальпии образования оксида серы (IV). Возможность самопроизвольного протекания процесса при стандартных условиях

Страницы работы

6 страниц (Word-файл)

Содержание работы

ВАРИАНТ 20

Задача №20: При образовании 1120мл (при стандартных условиях) оксида серы(IV) из простых веществ выделилось 14,8 кДж. Рассчитать энтальпию образования оксида серы (IV).

Решение:

Реакция горения серы в кислороде является экзотермической реакцией и выражается уравнением

S(тв) +O2(г) =SO2(г)

Энтальпия образования сложного вещества принимается равной энтальпии реакции образования одного моля этого вещества из простых веществ.

Термохимическое уравнение запишется

S(тв) +O2(г) =SO2(г)         ∆H  < 0

Как видно из термохимического уравнения для образования одного моля оксида серы необходимо израсходовать 1 моль серы. Один грамм-моль серы имеет массу 32 г. (см. Периодическую систему Д.И.Менделеева).

Из стереохимического уравнения видно, что на 1 моль серы приходится 1 моль оксида серы (IV). Следовательно, найдем массу серы, израсходованную на образование 1120 мл (1,120л) оксида серы (IV).

Для этого сначала необходимо воспользоваться формулой плотности вещества:

d = m/V,

где m – масса вещества, V – объем вещества.

Из формулы выразим массу:

m = d x V

Из табличных данных, плотность оксида серы (IV) равна 2,927 г/л. Значит, масса 1,120 л оксида серы (IV) составляет 3,278 г.

Теперь нужно найти количество вещества оксида серы (IV) в 3,278 г. По формуле

n=m/М

находим количество вещества оксида серы (IV). Оно составляет 0,05 моль. Следовательно, исходя из уравнения реакции, реальное количество вещества серы равно 0,05 моль.

Найдем массу серы, ушедшей на реакцию: 0,05 моль х 32 г/моль=1,6 г.

Составим соотношение:

при взаимодействии 1,6 г серы  выделилось (ΔΗ реакции) 14,8 кДж.

при соединении 32 г алюминия  ΔΗ реакции равна     X    кДж

X (тепловой эффект реакции) =  = –296 кДж.

Ответ. Энтальпия образования    оксида  серы (IV) равна –296 кДж/моль, т.к. это тепловой эффект образования одного моля этого вещества из простых веществ.

Задача №40:Указать возможность самопроизвольного протекания процесса при стандартных условиях

H2S(г) + 2O2 (г) = SO3 (г) + H2O(г).

Решение:

Значение энергии Гиббса является критерием самопроизвольности протекания химических реакций в прямом или обратном направлении:

при ΔG < 0 /реально меньше –2/ реакция идет самопроизвольно в прямом направлении.

Из термохимического уравнения следует, что в реакции участвуют и образуются вещества в количестве:

H2S(г) + 2O2 (г) = SO3 (г) + H2O(г).

Число молей:                              1          2             1               1

Из таблицы термодинамических функций (см. табл. 2) находим, что энергия Гиббса  образования веществ в стандартных условиях равна

ΔG°298 кДж/моль            -33,50       0            -371,17        -228,61

Используя уравнение расчета энтальпии реакции

ΔG°298 реакции   = [1· ΔG° H2O+1· ΔG° SO3] – [1 · ΔG°O2  + 1 · ΔG°H2S], 

находим

ΔG°298 реакции   = [1 · (-228,61) + 1· (-371,17 )] – [1· (-33,50) + 1· (0)] = -566,28кДж/моль

Ответ.Энергия Гиббса реакции в стандартных условиях меньше нуля.  Это указывает, что данная реакция самопроизвольно идет в прямом направлении.

Задача №60: Указать направление смещения равновесия для реакции: а) при увеличении концентрации исходных веществ, б) при уменьшении  температуры системы, в) при увеличении давления в системе. Ответ обосновать. Написать выражение константы равновесия реакции через равновесные концентрации.

2CL2 (г) + 2H2O (г) <=>2HCL (г) + O2(г)     ∆ H O < 0

Ответ:

Так как ∆ H O < 0, то реакция экзотермическая. Значит, по принципу Ле Шателье:

а) при увеличении концентрации исходных веществ равновесие в реакции будет сдвигаться вправо (в сторону прямой реакции), т.к. при повышении концентрации одного из веществ (исходных или продуктов) равновесие сдвигается в направлении расхода этого вещества и наоборот.

б) при уменьшении  температуры системы равновесие в реакции будет сдвигаться вправо (в сторону прямой реакции), т.к. при понижении температуры системы химическое равновесие смещается  в направлении экзотермической реакции (реакции, идущей с выделением тепла) В нашем случае прямая реакция – экзотермическая.

в) при увеличении давления в системе равновесие в реакции будет сдвигаться вправо (в сторону прямой реакции), т.к.при повышении давления в системе равновесие смещается в направлении образования веществ (реагентов или продуктов) с меньшим объемом (меньшим  числом молей веществ в газообразном состоянии).

При состоянии равновесия, когда скорости прямой и обратной реакций равны

(Vпр = Vобр )  или     Кпр▪ [CL2]2▪ [H2O] 2 = Кобр▪ [HCL]2▪ [O2]

константа равновесия через равновесные концентрации запишется 

Кравн. = Кпр / Кобр = [HCL]2▪ [O2] /[CL2]2▪ [H2O] 2

 

 

Задача №80: Сколько неспаренных электронов содержится в электронной оболочке атомов элементов вольфрама и криптона. Ответ обосновать.

Решение:

Вольфрам – элемент шестой группы б-подгруппы 6 периода периодической системы элементов Д.И. Менделеева.

Атомный номер 74.

Электронная формула вольфрама:

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d4

Так как последний d-уровень заполнен меньше, чем на половину, у вольфрама в электронной оболочке содержится 4 неспаренных электрона (в соответствии с принципом Паули).

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Химия
Тип:
Контрольные работы
Размер файла:
55 Kb
Скачали:
0