Свободная энергия, энтропия. Направление химических реакций

При решении задач этого раздела см. табл. 4.1.

102. При какой температуре наступит равновесие системы

4HCl_(г) + O₂ = 2H₂O_(г) + 2Cl_2(г); DH^o = –114, 42 кДж?

Найдите DG^o и К_р этой реакции.

103. Восстановление Fe₃O₄ оксидом углерода идет по уравнению:

Fe₃O_{4 кр)} + CO = 3FeO_(кр) + CO₂.

Запишите закон действия масс, вычислите К_р, DG^o и сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания этой реакции при стандартных условиях. Чему равно DS^o в этом процессе?

104. Чем можно объяснить, что при стандартных условиях невозможна экзотермическая реакция

H₂ + CO₂ = CO + H₂O _(ж); DH^o = -2, 85 кДж?

Запишите закон действия масс реакции. Зная тепловой эффект реакции, определите DG^o₂₉₈ и К_р этой реакции.

105. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе (запишите закон действующих масс)

2NO_(г) + O₂ = 2NO₂?

Ответ мотивируйте, вычислив DG^o и К_р прямой реакции.

106. Исходя из значений стандартных энтальпий образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ, вычислите DG^o и К_р реакции, протекающей по уравнению:

NH_3(г) + HCl_(г) = NH₄Cl_(кр).

Запишите закон действия масс. Может ли эта реакция при стандартных условиях идти самопроизвольно?

107. При какой температуре наступит равновесие системы

CO + 2H₂ = CH₃OH_(ж); DH^o = -128 кДж.

Запишите закон действия масс и определите К_р при 298 и 385, 5 К.

108. При какой температуре наступит равновесие системы

CH_4(г) + CO_2(г) = 2CO_(г) + 2H_2(г); DH^o = +247, 37 кДж.

Запишите закон действующих масс, определите К_р при 298 и 961, 9 К.

109. На основании стандартных энтальпий образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите DG^o₂₉₈ и К_р реакции, протекающей по уравнению:

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O_(г).

Запишите закон действующих масс. Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

110. Вычислите DH^o, DS^o и DG^o реакции, протекающей по уравнению:

Fе₂O_3(кр) + 3H₂ = 2Fe_(кр) + 3H₂O_(г).

Запишите закон действующих масс. Возможна ли реакция восстановления Fe₂O₃ водородом при температурах 500 и 2000 K?

111. Какие из карбонатов, BeCO₃ или BaCO₃, можно получить по реакции взаимодействия соответствующих оксидов с CO₂?. Запишите закон действующих масс реакций. Вывод сделайте, вычислив DG^o₂₉₈ реакций.

112. Вычислите DH^o, DS^o и DG^o реакции, протекающей по уравнению:

TiO₂ (кр) + 2C_(граф) = Ti _(кр) + 2CO.

Запишите закон действующих масс. Возможна ли реакция восстановления ТiO₂ углеродом при температурах 1000 и 3000 К?

113. На основании стандартных энтальпий образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите DG^o₂₉₈ и К_р реакции, протекающей по уравнению:

C₂H_{4 (г)} + 3O₂ = 2CO₂ + 2H₂O _(ж).

Запишите закон действующих масс. Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

114. Определите, при какой температуре начнется реакция восстановления Fe₃O₄, протекающая по уравнению:

Fe₃O_{4 (кр)} + CO = 3FeO_(кр) + CO₂; DH^o = +34, 55 кДж.

Запишите закон действующих масс, определите К_р при стандартных условиях. Определите отношение равновесных концентраций CO₂ и CO при 110, 4 K.