A függőség egyensúlyi állandó hőmérséklet
Ismeretes, hogy a helyzet a kémiai egyensúly függ a hőmérséklettől, nevezetesen:
ha a hőmérséklet emelkedik, az egyensúly eltolódik az endoterm reakció.
Matematikailag, a függőség az egyensúlyi állandó a hőmérséklet által kifejezett egyenlet izobár kémiai reakció:
Elemezzük ezt differenciálegyenlet. Minél nagyobb az abszolút értéke a termikus hatás, és minél alacsonyabb a hőmérséklet, annál nagyobb az érték a származék, és így erősebb hatást gyakorol a nagysága hőmérséklet-változás Kp. Az egyensúly eltolódik a nagyobb mértékben.
Nyilvánvaló, hogy a megjelölés a származék előjelétől függ DH: A DH> 0 (endoterm reakció) hőmérséklet-növekedés növekedéséhez vezet Kp. azaz az egyensúlyi eltolja az irányt az endoterm reakció. Így izobár egyenlet egy matematikai kifejezés elvének Chatelier.
Annak érdekében, hogy számításokat a isobar egyenlet integrálni kell:
A pontos integráció szükséges ismerni a függőség DH hőmérsékletet. A legegyszerűbb esetben, feltételezhetjük, hogy ebben a hőmérséklet-tartományban a termikus hatás nem függ a hőmérséklettől. majd:
ahol B - az integrálási állandót.
Szerint egyenlet (1,49) lgKp függését 1 / T jelentése egy egyenes vonal, amelynek érintője egyenlő a dőlésszög - DH / R. Ezért DH 0 = - R tg a.
Így meghatározzuk az egyensúlyi állandó a reakció több hőmérsékleten, lehet grafikusan meghatározzuk a reakcióhőt. Ez a módszer általában arra használják, hogy a mérés vagy számítás a termikus hatás joga szerint Hess nehéz.
Most, hogy a határozott integrál hőmérséklet-tartomány felett a T1-T2:
ahol RP1 és Cr 2 - egyensúlyi állandó hőmérsékleten T1 és T2.
Ez a kifejezés lehetővé teszi, hogy kiszámítja az egyensúlyi állandó egy adott hőmérsékleten, ha tudjuk, hogy az értéke az egyensúlyi állandó egy másik hőmérsékleten, és a reakcióhő.
Ismerve a különböző tényezők hatását, és különösen, a hőmérséklet értékét a egyensúlyi állandó, lehetséges, hogy válassza ki kivitelezésének feltételeit kémiai reakciók, amely lehetővé teszi, hogy maximális kitermeléssel kapjuk a kívánt terméket.
Kérdések és feladatok önálló
1. Mi a következő termodinamikai függvények olyan függvények az állam: a hő, entalpia, entrópia, szabadentalpia, a munka a gáz tágulását, izochor izotermikusnak lehetséges?
2. milyen méretű különbözik egymástól:
a) az entalpia a belső energia;
b) izochor-izoterm potenciálja a belső energia;
c) izobár-izoterm potenciálját izochor-izoterm potenciálját;
d) izobár-izoterm potenciális entalpia;
e) hőhatás állandó nyomáson és állandó térfogatú?
3. Mi értelme van a „plusz” vagy „mínusz”, hogy a termodinamikai funkciók: meleg, a munka, a belső energia változás?
4. Milyen következtetések vonhatók le egy adott kémiai reakció, ha a változás a következő termodinamikai függvények nemleges:
a) az entalpia; b) az entrópia; c) a szabadentalpia?
5.Izmeneniem termodinamikai függvény az a lehetőség, spontán folyamat:
a) állandó nyomáson és hőmérsékleten;
b) egy állandó mennyiség és a hőmérséklet;
c) egy elszigetelt rendszerben?
6.Napishite következő egyenlet:
a) egyenlet első főtétele a makro-és mikro;
b) egyenlet első főtétele az izochor, izobár, izoterm és adiabatikus folyamatok
c) a differenciálegyenlet és Kirchhoff integrál formában;
g) az egyenlet a termodinamika második törvénye;
d) izoterma egyenlet kémiai reakció;
e) Kémiai reakció egyenletet izobár a integrális és differenciális alakja.
Milyen összefüggés fejezi ki minden egyes ilyen egyenletek?
7. Mi a jele a entalpiaváltozást az alábbi folyamatokat:
b) a vízpára kicsapódik;
c) víz bontása hidrogénre és oxigénre;
e) feloldjuk vizes kálium-klorid;
g) a bővítés a molekuláris hidrogén atomi?
8. jeleként szabványos képződéshő: a) folyékony víz; b) gáz alakú víz? Melyik a nagyobb abszolút érték? Miért?
9.Polzuyas asztalok termodinamikai mennyiségek kiszámításához a reakcióhő standard körülmények között:
10.Standartnaya fűtőértéke folyékony benzol -3280 kJ mol -1 ×. Fűtőérték: DNsgor, C (TV) = -383 kJ mol -1 ×. DNsgor és H2 (z) = -286 kJ mol -1 ×. Mi a standard képződéshő folyékony benzol?
11.Na ábrán egy grafikonon az izobár hő kapacitások Cp a kiindulási anyagok és termékek a két reakció. Megjelenítése grafikusan, hogy a hőhatás változhat ezek a reakciók magasabb hőmérsékleteken.
Ábra. Átlagos és a hőmérséklet.
12.Teplota égési ammóniagáz standard körülmények között -386,2 kJ mol -1 ×. képződéshő vízgőz × -285,49 kJ mol -1. Számítsuk ki a standard képződéshő ammónia.
13.Obyasnite miért a reakcióhő semlegesítési sósav és salétromsav kálium-hidroxid egyenlő, de eltérnek a semlegesítési hő képződését ecetsav. Ebben az esetben a hő semlegesítése több? Miért?
14. Minden esetben szükség van, hogy kiad több hőt: 1G vas melegítéssel 100 ° C-tól 101 ° C-on vagy 200 ° C és 201 ° C?
15.Raspolozhite alábbi rendszerek szerint növekvő sorrendben entrópia:
a) 1 mól H2 O (g) 100 ° C-on és 1 atm.;
b) 1 mól H2 O (TV) 0 ° C-on és 1 atm.;
c) 1 mol H2 O (g) 100 ° C-on és 1 atm.;
d) körülbelül 1 mol H2 (g) 25 ° C-on és 1 atm.;
d) körülbelül 1 mol H2 (g) 0 ° C-on és 1 atm.;
e) körülbelül 1 mol H2 (g) 150 ° C-on és 1 atm.
16.Kakovo entrópiaváltozás:
a) az átalakítás 1 mol jeges vízben 0 ° C-on;
b) hűtés 5 mol folyékony víz a fagyási hőmérséklet a forrási hőmérsékletet 1 atm;
c) kondenzációjával 1 mól higany gőzök forrási hőmérsékleten (630 K), ha a hő párologtatás 59,36 kJ mol -1 ×;
g) hűtés közben 4,4 g szén-dioxid-gáz a 600 K és 300 K (átlagos moláris hőkapacitás a hőmérséklet-tartományban egyenlő 37,07 × J mol -1 K -1).
17.Rasschitayte szabvány entrópiaváltozás eredményeként a következő reakciók:
18.Ukazhite szimbólum DS a reakciók:
19.Polzuyas izobár hő kapacitásainak standard értékeket és tekintve, hogy független a hőmérséklet, kiszámítja, hogyan kell változtatni a hő hatására a következő reakciókban, amikor melegítjük 100 K:
20.Sformuliruyte körülmények spontán előfordulása reakciók kíséri:
a) növekedése entrópia és entalpia;
b) csökkent a entalpia és entrópia;
c) entrópia növekedését és csökkenését az entalpia;
g) a csökkenő entrópia és entalpia növekedése.
21.Dlya milyen feltételek igaz egyenlet: DH = T × DS?
22.Opredelite lehetőségét a spontán áramlás standard körülmények között a reakciók, amelyek:
a) 0 DH = -50 kJ / mól, DS = 0 18 × K -1 J / mol;
b) 0 DH = 40 kJ / mól, DS = 0 -30 J × K -1 / mol;
c) 0 DH = -72 kJ / mól, DS = 0 -20 J × K -1 / mol.
23.Dlya Bizonyos reakciókban DH = 0 100kDzh / mol,
és DS = 0 40Dzh × K -1 / mol. Milyen hőmérsékleten egyensúlyi állapot jön létre, ha a DH és DS független hőmérséklet?
24.Teplovoy hatása bizonyos reakciók DH 0 = +50 kJ / mól, és nem függ a hőmérséklet 1250 K a létrehozott egyensúlyi rendszer. Mi az entrópia változása során ez a reakció?
25.Izmenenie szabványos Gibbs-féle szabad energia egy reakciót DG1 0 = -35 kJ / mól, és a többi DG2 0 = -25 kJ / mól. Melyik a két reakció ez jellemzi a nagyobb értéket egyensúlyi állandó? Mi reakció befejeződött?
26.Izmenenie szabványos Gibbs-féle szabad energia a reakció: 2H2 (g) + CO (g) = OH CH3 (z) egyenlő -25,21 kJ mol -1 ×. Számoljuk ki a nagyságát az egyensúlyi állandó.
27.Konstanta egyensúlyi reakció:
100 K egyenlő 6,02 × 10 -7. Mi a változás szabadentalpia ezen a hőmérsékleten?
28.Dlya reakció: N2 O4 (g) = 2 NO2 (g) változás a Gibbs-féle szabad energia hőmérsékleten 1000 K-DG1000 = 6,29 kJ / mól. A parciális nyomása a gázok a keverékben: P (N2 O4) = 3,7 atm. R (NO2) = 1,5 atm. Milyen irányban fog ez a reakció spontán?
29.Konstanta egyensúlyi Kp reakciók:
1100 K és 1200, k egyenlő 0,25 és 0,36 volt. Határozzuk meg a termikus hatás ezt a reakciót.
30. A egyensúlyi állandó az alábbi reakció: N2 + 3H2 = 2 NH3 300 K 6,0 × 10 -3. A szabványos hő képződésének ammónia -46,2 kJ mol -1 ×. Feltételezve, hogy a reakcióhő nem függ a hőmérséklettől, kiszámítja az egyensúlyi állandó 350 K.
2. § ALAPJÁN kémiai kinetika