Question

Определить температурные условия протекания процесса С6Н6(г) + 3Н2 = С6Н12(ж)

Answer 1

Температура будет +64 КДж
У этого уравнения

Answer 2

Для определения температурных условий протекания данного процесса, нам необходимо знать термохимические данные реакции. Важными параметрами являются стандартная энтальпия образования (ΔH°) и стандартная энтропия (ΔS°) реагентов и продуктов.

Поскольку у меня нет доступа к последним данным, предположим, что у нас есть следующие термохимические данные:

1. С6Н6 (бензол): ΔH°f = +82.9 кДж/моль ΔS° = +269.9 Дж/(моль·К)

2. С6Н12 (циклогексан): ΔH°f = -156.0 кДж/моль ΔS° = +294.2 Дж/(моль·К)

3. Н2 (водород): ΔH°f = 0 кДж/моль (по определению) ΔS° = +130.6 Дж/(моль·К)

Теперь, для реакции:

C6H6(г) + 3H2 = C6H12(ж)

Стандартная энтальпия реакции (ΔH°rxn) определяется как разница между суммой энтальпий продуктов и суммой энтальпий реагентов:

ΔH°rxn = Σ(ΔH°f продуктов) - Σ(ΔH°f реагентов)

ΔH°rxn = [(-156.0 кДж/моль) - (82.9 кДж/моль)] - [0 кДж/моль + 3*(0 кДж/моль)] ≈ -73.1 кДж/моль

Стандартная энтропия реакции (ΔS°rxn) определяется аналогично:

ΔS°rxn = Σ(ΔS° продуктов) - Σ(ΔS° реагентов)

ΔS°rxn = [(+294.2 Дж/(моль·К)) - (+269.9 Дж/(моль·К))] - [0 Дж/(моль·К) + 3*(+130.6 Дж/(моль·К))] ≈ -25.5 Дж/(моль·К)

Теперь, используя стандартные термодинамические данные, мы можем использовать уравнение Гиббса для определения температурных условий, при которых реакция будет протекать sponteally (без подачи дополнительной энергии):

ΔG°rxn = ΔH°rxn - T * ΔS°rxn

Где ΔG°rxn - изменение свободной энергии реакции, T - температура в Кельвинах.

При термодинамическом равновесии ΔG°rxn равно нулю, поэтому:

0 = -73.1 кДж/моль - T * (-25.5 Дж/(моль·К))

T = -(-73.1 кДж/моль) / (-25.5 Дж/(моль·К))

T ≈ 2863 Кельвина

Таким образом, при температуре около 2863 Кельвина (около 2590 градусов Цельсия) и выше, реакция C6H6(г) + 3H2 = C6H12(ж) будет протекать спонтанно.