Вычислите ∆Hº, ∆Sº и ∆Gтºреакции, протекающей по уравнению Fe2O3(к)+3Н2(г) = 2Fe(к) + 3Н2О (г) Возможна ли реакция восстановленияFe2O3(к) водородом при 500 и 2000ºК?
Решение. 1. В химической реакции, протекающей по уравнению: Fe2O3(к)+3Н2(г) = 2Fe(к) + 3Н2О (г) Тепловой эффект реакции (∆Нх.р.), исходя из следствия закона Гесса, равен сумме теплот образования ∆Нобр. продуктов реакции за вычетом суммы теплот образования исходных веществ с учетом коэффициентов перед формулами этих веществ в уравнении реакции. ∆Нх.р.= ∑Нобр.прод. — ∑Нобр.исх.
∆Нх.р.= (2 ∆Н°Fe(к) +3∆Н°Н2О (г)) – (∆Н° Fe2O3(к) + 3 ∆Н°Н2г) — теплоты образования простых веществ условно приняты равными нулю; — теплота образования Н2О (г) равна -241.83 (по табл. №5) — теплота образования Fe2O3(к) равна -822.10 (см.табл.№5) Исходя из указанных данных: ∆Нх.р.= 3(-241.83) – (-822.10) = -725.49 – (-822.10) = 96.61 кДж Ответ: ∆Нх.р.= 96.61 кДж Примечание: в условии задачи №113 (стр. 51 методических указаний) в праой части уравнения перед молекулой воды проставлен коэффициент 2, считаю, что коэффициент должен быть 3. 2. Изменение энтропии продуктов химической реакции, протекающей по уравнению Fe2O3(к)+3Н2(г) = 2Fe(к) + 3Н2О (г), Рассчитывается по формуле: ∆Sх.р.= ∑Sпрод. — ∑Sисх. ∆Sх.р.= (2 ∆S°Fe(к) +3∆S°Н2О (г)) – (∆S° Fe2O3(к) + 3 ∆S°Н2г), где:
3. Мерой химического сродства (∆G°) является убыль энергии Гиббса (изменение изобарно- термического потенциала или энергии Гиббса). Убыль энергии Гиббса ∆G°х.р. в химической реакции Fe2O3(к)+3Н2(г) = 2Fe(к) + 3Н2О (г) вычисляем по формуле: ∆G°х.р = ∆Н° — Т*∆S° ∆G°х.р = 96.61 – 298*0.13883 = 96.61-41.37 = +55.24кДж Ответ: ∆G°х.р = +55.24кДж
Т.к. ∆G°х.р. > 0, то реакция при стандартных условиях невозможна; при этих условиях пойдет обратная реакция — окисление железа (коррозия). Определяем температуру, при которой ∆G°х.р.= 0
∆Н = Т*∆S, отсюда Т = ∆Н/∆S = 96.61/0.13883 = 695.9°К, отсюда находим убыль энергии при 500°К : ∆G500 =96.61-500*0.13883 кДж = +27.19 кДж Таким образом, ∆G при температуре 500°К составляет +27.19 кДж, т.е. ∆G > 0 и реакция невозможна. При температуре 2000°К находим ∆G2000 аналогично: ∆G2000 = 96.61 – 2000*0.13883 = 96.61 -277.66 = — 181.кДж ∆G2000 = — 181.кДж ∆G2000
Вычислите реакции протекающей по уравнению fe2o3
Р А З Д Е Л Ы
Главная
Химические источники тока Практическая химия Справочные материалы Журнальные заметки
Именные химические приборы
Химические элементы
Химический клипарт
Библиотека химии углеводов
Метеорология
Минералогия
Зеленая химия + органика
Следовательно, при температуре » 696,5 К начнется реакция восстано вления Fе2О3 Иногда эту температуру называют температурой начала реакции.
Пример 5. Вычислите H 0 , S и G 0 реакции, протекающей по уравн ению
Возможна ли реакция восстановления Fе2О3 углеродом при 500 и 1000 К?
Решение.H 0 xp и S 0 xp находим из соотношений (1) и (2) (см. разделы «Энергетика химических процессов. Термохимические расчеты» и «Химич еское сродство»):
Энергию Гиббса при соответствующих температурах находим из соотношения
∆G500 = 490,54 – 500 = 219,99 кДж
∆G1000 = 490,54 – 1000 = 50,56 кДж
Так как G500>0, a G1000 то восстановление Fе 2 О3 возможно при 1000 К и невозможно при 500 К.
Глава 6. Химическая кинетика и равновесие
Кинетика — учение о скорости различных процессов, в том числе химических реакций. Критерием принципиальной осуществимости реакций является неравенство Gp.T. Но это неравенство не является по лной гарантией фактического течения процесса в данных условиях, не является достаточным для оценки кинетических возможностей реакции. Так, ∆G 0 298 H2O (u) = — 228,59 кДж/моль, a ∆G 0 298 АlI 3 ( к) = -313,8 кДж/моль и, следовательно, при T = 298 К и р= 1,013 . 10 5 Па возможны реа кции, идущие по уравнениям:
Однако эти реакции при стандартных условиях идут только в присутс твии катализатора (платина для первой и вода для второй). Катализатор как бы снимает кинетический «тормоз» и проявляется термодинамическая природа вещества.
6.1.Понятие о скорости химических реакций.Скоростью химической реакцииназывается число элементарных актов реакции, происходящих в единицу времени в единице объема (в случае гомогенных реакций) или на единице поверхности раздела фаз (в случае гетерогенной реакции). Скорость реа кции обычно характеризуются изменением концентрации какого-либо из исходных или конечных продуктов реакции в единицу времени и чаще всего выражают в моль/л · с.
Вычислите реакции протекающей по уравнению fe2o3
Вычислите ΔH°, ΔS° и ΔG°T реакции, протекающей по уравнению: Fe2O3(к) + 3H2(г) = 2Fe(к) + 3H2O(г) Возможна ли реакция восстановления Fe2О3 водородом при температурах 500 и 2000 К? Ответ: +96,61 кДж; 138,83 Дж/К; 27,2 кДж; -181,05 кДж.
Главная
H 0 ,