1. 
   Не проводя расчетов, оценить изменение энтропии для следующих реакций; рассчитать изменение энтропии для стандартных условий и сравнить с результатом оценки:
   

С(тв) + СО₂(г) = 2СО(г)

Энтропия – это мера беспорядка системы. Данная реакция протекает с увеличением числа моль газов (в левой части уравнения 1 моль углекислого газа – а в правой – 2 моль угарного газа), т.е. с увеличением числа частиц – что соответствует возрастанию энтропии.

Рассчитаем изменение энтропии для стандартных условий

Аллотропная модификация углерода не указана, предположим что это графит

(CO_2г)=213,65 Дж/моль*К

(CO_г)=197,91 Дж/моль*К

(С_графит)=5,74Дж/моль*К

согласно закону Гесса

=2*197,91-(5,74+213,65)=176,43Дж/моль*К

>0

К такому же результату – увеличении энтропии этой химической реакции пришли при оценке энтропии (без проведения расчетов).

2. 
   Рассчитать кол-во теплоты, выделяющееся при полном сгорании 100л следующего вещества, взятого в газообразном состоянии при н.у., если в результате реакции образуется углекислый газ и H₂O(г)
   

Этилен (С₂Н₄)
Согласно условиям задачи, происходит полное сгорание этилена.

Химическое уравнение данной реакции

Для начала рассчитаем количество моль этилена

=22,4л/моль – это постоянная справочная величина.

(С₂Н₄)=100л/(22,4л/моль)=4,46моль

реак=прод-реаг согласно закону Гесса

(H₂O)= -241,84кДж/моль

(C₂H₄)=52.28 кДж/моль

(CO₂)= -393.51кДж/моль

(O₂)=0кДж/моль

реак=(2*(-241,84)+2*(-393,51))-(0*3+52,28)=-1322,9кДж/моль

Термохимическое уравнение будет таким

Согласно уравнению

1 моль этилена -1322,9кДж

4,46 моль этилена х кДж

Х=4,46*(-1322,9)= -5900,5кДж

Т.е. количество теплоты, выделившееся при полном сгорании 100л этилена будет 5900кДж

3. 
   Установить, возможность протекания следующей реакции при стандартных условиях и при температуре 1000К (зависимостью DНр и DSр от температуры пренебречь):
   

Fe₂O₃ (тв) + 3CO(г) = 2Fe(тв) + 3СО₂ (г)
Стандартные условия – это температура 298К и давление 1 атм.

Известно, что при изобарно-изотермическом потенциале () <0 равновесие реакции сдвинуто в сторону образования продуктов.

Рассчитаем реакции.



(Fe₂O₃)=-740,99кДж/моль

(CO)=-137.27кДж/моль

(Fe)=0кДж/моль

(CO₂)=-394.38 кДж/моль

=(3*(-394.38)+2*0)-(-740,99+3*(-137.27))= -30,3кДж

Полученная величина значительно меньше 0, т.е. реакция в данном случае протекает слева-направо - в сторону образования продуктов и самопроизвольно.

Рассчитаем изменение энергии Гиббса при 1000К



согласно закону Гесса

(Fe₂O₃)=89,96Дж/моль*К

(CO)=197,91 Дж/моль*К

(CO₂)=213,65 Дж/моль*К

(Fe)=27.15Дж/моль*К

=(2*27,15+3*213,65)-(89,96+3*197,91)=11,56Дж/моль*К

согласно закону Гесса

(Fe₂O₃)к=-822кДж/моль

(Fe)=0кДж/моль

(CO₂)= -393.51кДж/моль

(CO)= -110.5кДж/моль

=(2*0+3*(-393.51))-(-822+3*(-110.5))=-27кДж/моль

= -27000Дж/моль-1000К*11,56=-38560Дж=-38,56кДж

Т.е. можно сказать что при увеличении температуры уменьшается энергия Гиббса и вероятность протекания реакции самопроизвольно в направлении слева-направо увеличивается.