Энтропия. Энергия Гиббса

176. Вычислите изменение энтропии в реакциях:

а) Н₂О(ж) + О₃ ®Н₂О₂(ж) + О₂;

б) СН₄ + ЗСО₂ ® 4СО + 2Н₂О(г).

2. Вычислите ∆G° образования СН₄, С₂Н₄ и NH₃, исходя из значений ∆Н°_обр и изменения энтропии ∆S°. Полученные величины сравните с данными, приведенны­ми в таблице.

177. Вычислите ∆G° следующих реакций и определи­те, в каком направлении они будут протекать, если все вещества взяты при стандартных условиях:

а) 2N₂O + О₂ ↔ 4NO;

б) N₂O + NO ↔ NO₂ + N₂.

178. Стандартное изменение энергии Гиббса реакции H₂ + Сl ₂= 2НСl при 3500 К равно (-226768) Дж. В каком направлении пойдет реакция при этой температуре и давлении 20 атм, если смешать по 0,5 моль H₂ и Cl₂ и 29 моль HCl?

179. Определите стандартную энтропию реакции сгорания метана, используя табличные данные.

180. Определите знак энтропии реакции, протекающей в нейтрализаторах автомобилей: СО + ½ О₂ = СО₂ без проведения расчетов. Поясните.

181. Рассчитайте энтропийный фактор реакции сгорания метана до водяного пара и диоксида углерода в стандартном состоянии реагентов при 298 К и сравните его с энтальпийным фактором при этих же условиях.

182. При сгорании топлива, содержащего серу, образуется диоксид серы. Возможно ли самопроизвольное окисление диоксида серы до SO₃ при стандартных состояниях SO₂ и SO₃ и при температуре 298 К. Ответ подтвердите расчетом.

183. Возможно ли самопроизвольное окисление азота по уравнению: ½ N₂ + O₂ = NO₂ при стандартных состояниях N₂, O₂ и NO₂ при 298 К и других температурах? Ответ подтвердите расчетом.

184. Рассчитайте DS⁰₂₉₈ по таблицам стандартных термодинамических величин для реакции С(графит) + СО₂ = 2СО.

185. Вычислить стандартное изменение энергии Гиббса образования метана, этилена и аммиака, исходя из табличных значений изменения стандартных значений энтальпии и энтропии. Полученные значения сравнить с табличными данными изменения энергии Гиббса.

186. Для каких оксидов принципиально осуществима реакция восстановления водородом в стандартных условиях:

а) Rb₂O ∆G° = –291 кДж/моль;

б) СuO ∆G° = –129 кДж/моль.

187. Пользуясь значениями DG⁰₂₉₈ образования отдельных соединений, вычислить DG⁰₂₉₈ реакций:

а) COCl₂ = CO + Cl₂;

б) SO₂ + NO₂ = SO₃ + NO

и определите возможно ли их осуществление в стандартных условиях.

188. Пользуясь табличными данными, вычислить стандартное изменение энтропии в реакциях:

а) H₂S + Cl₂ = 2HCl + S(г);

б) SO₃ (г) = SO₂ + 1/2 O₂.

189. Рассчитайте энергию Гиббса химической реакции синтеза аммиака ½ N₂ + 3/2 H₂ = NH₃ при 298 К и равновесных концентрациях N₂ = 0,5 моль/л, H₂ = 0,5 моль/л, NH₃ = 2 моль/л.

190.Укажите области температур, при которых реакция CH₃OH(ж) = СO + 2H₂ может самопроизвольно проходить в прямом направлении, принимая, что реагенты находятся в стандартных состояниях и значения DH⁰ и DS⁰ не зависят от температуры.

191. Можно ли предсказать влияние температуры на направление реакции, если известна ее энтальпия. Ответ подтвердите на примере какой-либо реакции.

192. Вычислите DG⁰_298. для следующих реакций:

а) 2NaF(к) + С1₂(г) = 2NаС1(к) + F₂ (г);

б) РbО₂(к) + 2Zn(к) = Рb(к) + 2ZnO(к).

Можно ли получить фтор по реакции (а) и восстановить РbО₂ цинком по реакции (б).

193. Восстановление Fe₃О₄ оксидом углерода идет по уравнению

Fe₃О₄(к)+СО(г)=3FеО(к)+СО₂(г).

Вычислите DG⁰₂₉₈ и сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания этой реакции при стандартных условиях. Чему равно DS⁰₂₉₈ в этом процессе?

194. Реакция горения ацетилена идет по уравнению

С₂Н₂ (г) + 2,5О₂(г) = 2СО₂(г) + Н₂О(ж).

Bычислите DG⁰₂₉₈, DS⁰₂₉₈. Объясните уменьшение энтропии в результате этой реакции.

195. Уменьшается или увеличивается энтропия при переходах: а) воды в пар; б) графита в алмаз? Почему? Вычислите DS⁰₂₉₈ для каждого превращения. Сделайте вывод о количественном изменении энтропии при фазовых и аллотропических превращениях.

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

Н₂(г) + СО₂(г) = СО(г) + Н₂О(ж); ∆Н = –2,85 кДж.

Зная тепловой эффект реакции и абсолютные стандартные энтропии соответствующих веществ, определите DG⁰₂₉₈ этой реакции.

197. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе 2NO(г) + О₂(г) « 2NO₂(г)? Ответ мотивируйте, вычислив DG⁰₂₉₈ прямой реакции.

199. Исходя из значений стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ. Вычислите D G⁰₂₉₈ реакции, протекающей по уравнению: NH₃ (г) + HCl(г) = = NH₄Cl(к). Может ли эта реакция при стандартных условиях идти самопроизвольно?

200. При какой температуре наступит равновесие системы:

СО(г) + 2Н₂(г) = СН₃ОН(ж); ∆Н = –128,05 кДж.

201. При какой температуре наступит равновесие системы:

СН₄(г) + СО ₂(г) = 2СО(г) + 2Н₂(г); ∆Н = 247,37 кДж.

202. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите DG⁰₂₉₈ реакции, протекающей по уравнению 4NH₃(г) + 5О₂(г) =4NO(г)+ + 6Н₂О(г). Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

203. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите DG⁰₂₉₈ реакции, протекающей по уравнению СО₂(г) + 4Н₂(г) = СН₄(г) + + 2Н₂О(ж). Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

204. Вычислите D H⁰, DS⁰ и DG⁰_T реакции, протекающей по уравнению Fе₂O₃ (к) + 3H₂(г) = 2Fe(к) + 3H₂O(г). Возможна ли реакция восстановления Fе₂O₃ водородом при 500 и 2000 К?

205. Какие из карбонатов: ВеСО₃, СаСО₃ или ВаСО₃ – можно получить при взаимодействии соответствующих оксидов с СО₂ ? Какая реакция идет наиболее энергично? Вывод сделайте, вычислив DG⁰₂₉₈ реакций.