Question

На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ, вычислите дельта G  реакции протекающей по уравнению:С2Н4(г)+3О2(г)=2СО2(г)+2Н2О(ж).

Answer 1

Из таблицы термодинамических свойств веществ выпишем значения энтальпий образования и энтропий:
ΔfH°(C₂H₄, г.) = 52,4 кДж*моль⁻¹
ΔfH°(CO₂, г.) = -393,5 кДж*моль⁻¹
ΔfH°(H₂O, жид.) = -285,8 кДж*моль¹
S°(C₂H₄, г.) = 219,3 Дж*моль⁻¹*К⁻¹
S°(O₂, г.) = 205,2 Дж*моль⁻¹*К⁻¹
S°(CO₂, г.) = 213,8 Дж*моль⁻¹*К⁻⁻¹
S°(H₂O, жид.) = 70 Дж*моль⁻¹*К⁻¹

ΔrG° = ΔrH° - TΔrS°
ΔrH° рассчитаем по следствию из закона Гесса:
ΔrH° = ΣΔfH°(прод.)*λ - ΣΔfH°(исх.)*μ = (2*(-393,5 кДж*моль⁻¹) + 2*(-285,8 кДж*моль⁻¹)) - 52,4 кДж*моль⁻¹ = -1411 кДж*моль⁻¹  
Энтропию реакции рассчитаем так же
ΔrS° = ΣS°(прод)*λ - ΣS°(исх.)*μ = ((2*213,8 Дж*моль⁻¹*К⁻¹ + 2*70 Дж*моль⁻¹*К⁻¹) - ((219,3 Дж*моль⁻¹*К⁻¹ + 3*205,2 Дж*моль⁻¹*К¹)) = -267,3 Дж*моль⁻¹*К⁻¹
Переведем значение энтропии из Дж в кДж
ΔrG° = -0,2673 кДж*моль⁻¹*К⁻¹
Рассчитаем ΔrG°
ΔrG° = -1441 кДж*моль⁻¹ - 298К*(-0,2673кДж*моль⁻¹-К⁻¹) = -1331,34 кДж*моль⁻¹
Ответ: ...

Answer 2

Для вычисления изменения свободной энергии (ΔG) для данной реакции можно использовать уравнение Гиббса-Гельмгольца:

ΔG = ΔH - TΔS

где ΔH - изменение энтальпии реакции, ΔS - изменение энтропии реакции, и T - абсолютная температура в Кельвинах.

Для начала нам нужно найти значения ΔH и ΔS для данной реакции. Мы можем использовать стандартные теплоты образования и абсолютные стандартные энтропии для веществ, чтобы вычислить эти значения. Поскольку реакция происходит при стандартных условиях (25°C или 298 K), мы будем использовать стандартные значения.

Для вычисления ΔH:

ΔH = Σ(ΔHf продуктов) - Σ(ΔHf реагентов)

ΔHf - стандартная теплота образования

Для С2H4(г): ΔHf(C2H4) = 52.5 kJ/mol

Для O2(г): ΔHf(O2) = 0 kJ/mol (по определению)

Для CO2(г): ΔHf(CO2) = -393.5 kJ/mol

Для H2O(ж): ΔHf(H2O) = -285.8 kJ/mol

Теперь вычислим ΔH:

ΔH = [2ΔHf(CO2) + 2ΔHf(H2O)] - [ΔHf(C2H4) + 3ΔHf(O2)] ΔH = [2*(-393.5 kJ/mol) + 2*(-285.8 kJ/mol)] - [52.5 kJ/mol + 3*0 kJ/mol] ΔH = [-787 kJ/mol - 571.6 kJ/mol] - 52.5 kJ/mol ΔH = -1359.1 kJ/mol

Теперь вычислим ΔS:

ΔS = Σ(S продуктов) - Σ(S реагентов)

ΔSf - абсолютная стандартная энтропия

Для С2H4(г): ΔSf(C2H4) = 219.1 J/(mol·K)

Для O2(г): ΔSf(O2) = 205.0 J/(mol·K)

Для CO2(г): ΔSf(CO2) = 213.7 J/(mol·K)

Для H2O(ж): ΔSf(H2O) = 69.9 J/(mol·K)

Теперь вычислим ΔS:

ΔS = [2ΔSf(CO2) + 2ΔSf(H2O)] - [ΔSf(C2H4) + 3ΔSf(O2)] ΔS = [2*(213.7 J/(mol·K) + 2*(69.9 J/(mol·K))] - [219.1 J/(mol·K) + 3*205.0 J/(mol·K)] ΔS = [427.4 J/(mol·K) + 139.8 J/(mol·K)] - [219.1 J/(mol·K) + 615.0 J/(mol·K)] ΔS = 567.2 J/(mol·K) - 834.1 J/(mol·K) ΔS = -266.9 J/(mol·K)

Теперь у нас есть все необходимые данные для вычисления ΔG при 25°C (298 K):

ΔG = ΔH - TΔS ΔG = (-1359.1 kJ/mol) - (298 K * (-266.9 J/(mol·K) / 1000)) ΔG = -1359.1 kJ/mol + 79.6 kJ/mol ΔG = -1279.5 kJ/mol

Итак, ΔG реакции протекающей по уравнению С2H4(г) + 3O2(г) = 2CO2(г) + 2H2O(ж) при стандартных условиях составляет -1279.5 kJ/mol.