Question

Решите любые 3 задания По данным таблицы вычислить дельта Go298 реакции: 2(NH3) + 2,5 (O2) = 2 (NO) + 3 {H2O}. Определить термодинамическую возможность протекания процесса при стандартных условиях. Как повлияет на ход прямой реакции повышение температуры. 3. Определите равновесную концентрацию азота и начальные аммиака и кислорода в реакции 4(NH3) + 3(O2) D 2(N2) + 6 (H2O), если известно, что равновесные концентрации аммиака 1,22 моль/л, кислорода 2,79 моль/л и воды 7,56 моль/л: 4. Какими изменениями концентрации паров диоксида серы, температуры, общего давления можно повысить выход продукта в системе 2(SO2) + (O2) D 2(SO3). Ответ мотивируйте. 5. Исходные концентрации оксида азота (II) и хлора в системе 2NO + Cl2D 2NOCl составляют соответственно 0.5 и 0.2 моль/л. Вычислите константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20% оксида азота (II).

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Решите любые 3 задания

По данным таблицы вычислить дельта Go298 реакции:

      2(NH3) + 2,5 (O2) = 2 (NO) + 3 {H2O}.

В условии  задачи  и  в уравнении  реакции  не указаны  состояния веществ,  но  можно  принять,  что это  реакция  каталитического  окисления   аммиака   и  все  исходные  вещества  и  продукты  реакции   находятся  в газообразном  состоянии.

Определить термодинамическую возможность протекания процесса при стандартных условиях. Как повлияет на ход прямой реакции повышение температуры.

Энергию Гиббса химической реакции можно рассчитать как сумму энергий

Гиббса образования продуктов реакции за вычетом энергий Гиббса

образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов

по формуле:

ΔGреакц. = ΣΔG° 298 прод. – ΣΔG°298 исход

где ΔG°   298 –стандартная энергия Гиббса образования веществ.

ΔG° (O2)    =  0 кДж/моль

ΔG° (NO)   =    87,6  кДж/моль

ΔG°(H2O) = - 228,6   кДж/моль

ΔG°(реакции)  = [ 3× (-228,6)  + 2× 87,6] -  [ 2×(-16,4] = - 477,8 кДж/моль

Отрицательное  значение  энергии Гиббса   указывает  на то, что реакция  может  протекать  в  стандартных   условиях

Если   подсчитать  изменение  энтальпии  процесса

ΔН° (NH3)  = - 45,9 кДж/моль

ΔН° (O2)    =  0 кДж/моль

ΔН° (NO)   =   91,3  кДж/моль

ΔН°(H2O) = - 241,8   кДж/моль

ΔН°реакц. = ΣΔН° 298 прод. – ΣΔН°298 исход

ΔН°реакц. = [3× (-241,8)  +  2× 91,3] -  [ 2× (-45,9) = - 451, 0  кДж/моль

Отрицательное  значение  изменения  энтальпии  указывает,  то  реакция  экзотермическая   и  повышение  температуры  вызовет  сдвиг  равновесия  процесса  в  сторону  обратной  реакции.

3. Определите равновесную концентрацию азота и начальные

аммиака и кислорода в реакции

4(NH3) + 3(O2)  ⇔2(N2) + 6 (H2O),

если известно, что равновесные концентрации аммиака 1,22 моль/л, кислорода 2,79 моль/л и воды 7,56 моль/л:  

Система  находится  в  равновесии  

4. Какими изменениями концентрации паров диоксида серы, температуры, общего давления можно повысить выход продукта в системе

2(SO2) + (O2) ⇔ 2(SO3).

Система  находится  в  равновесии  и протекает  с уменьшением  объема   реагирующей  системы.  Поэтому  с увеличением  внешнего давления  равновесие  системы  сместится  в сторону  прямой  реакции,  а при  при  понижении  внешнего  давления  в  сторону обратной   реакции.

Ответ мотивируйте.

5. Исходные концентрации оксида азота (II) и хлора в системе

2NO + Cl2 ⇔ 2NOCl

составляют соответственно 0.5 и 0.2 моль/л. Вычислите константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20% оксида азота (II).

Раз  к моменту  наступления   равновесия  прореагировало  20% оксида  азота  то это  составило 0,1  моль  тогда   равновесная  концентрация   конечного  продукта  [NOCl] = 0,1  моль

А  равновесная  концентрация  [NO] =  0,5-0,1 = 0,4 моль.

А  равновесная  концентрация  хлора  [Cl]  = 0,2 - 0,05 = 0,15  моль

                   [NOCl]²          ( 0,1)²

  К рав =  ---------------  = ------------ =  0,417

                [NO]²· [Cl]     ( 0,4)²· 0,15

Answer 2

1. Для реакции 2(NH3) + 2,5(O2) = 2(NO) + 3(H2O) вычислим дельта G^o_298:

Сначала определим дельта G^o_f для каждого вещества:

• NH3: -16.45 кДж/моль
• O2: 0 кДж/моль (стандартное состояние)
• NO: 90.29 кДж/моль
• H2O: -237.13 кДж/моль

Дельта G^o_r = Σ(n * ΔG^o_f продуктов) - Σ(n * ΔG^o_f реагентов) = [2 * (90.29 кДж/моль) + 3 * (-237.13 кДж/моль)] - [2 * (-16.45 кДж/моль) + 2.5 * (0 кДж/моль)] = 180.58 кДж/моль + (-711.39 кДж/моль) = -530.81 кДж/моль

2. Термодинамическая возможность протекания процесса при стандартных условиях определяется по знаку дельта G^o_r:

• Если дельта G^o_r < 0, то процесс термодинамически возможен при стандартных условиях.
• Если дельта G^o_r > 0, то процесс термодинамически невозможен при стандартных условиях.
• Если дельта G^o_r = 0, то процесс находится в равновесии при стандартных условиях.

В данном случае дельта G^o_r = -530.81 кДж/моль, что означает, что процесс термодинамически возможен при стандартных условиях.

3. Повышение температуры обычно способствует увеличению скорости реакции, включая прямую реакцию. Повышение температуры может увеличить концентрации активных частиц, увеличить среднюю кинетическую энергию частиц, что способствует преодолению барьера активации и увеличению вероятности столкновения молекул. Таким образом, повышение температуры может ускорить ход прямой реакции и увеличить выход продуктов.

4. Для реакции 2(SO2) + O2 = 2(SO3) повышение концентрации паров диоксида серы, температуры и общего давления может повысить выход продукта (диоксида серы, SO3) по принципу Ле Шателье:

• Увеличение концентрации SO2: Сдвиг равновесия в сторону продуктов (SO3).
• Повышение температуры: Эндотермическая реакция, по принципу Ле Шателье сдвиг равновесия в направлении эндотермической стороны (продуктов).
• Увеличение общего давления: Если количество молекул продуктов больше, сдвиг равновесия в сторону уменьшения числа молекул (т.е. продуктов).

5. Для реакции 2NO + Cl2 = 2NOCl исходные концентрации оксида азота (II) и хлора составляют соответственно 0.5 и 0.2 моль/л. Если прореагировало 20% оксида азота (II), то осталось (1 - 0.2) * 0.5 = 0.4 моль/л оксида азота (II) и 0.2 моль/л хлора.

Константа равновесия (Kc) вычисляется по формуле: Kc = [NOCl]^2 / [NO]^2 * [Cl2]. Подставив значения: Kc = (0.2)^2 / (0.4)^2 * 0.2 = 0.05.

Пожалуйста, обратите внимание, что эти ответы предоставлены на основе предоставленной информации и используют стандартные концепции химии и термодинамики.