Определить обратима ли данная химическая реакция и установить возможность или невозможность самопроизвольного протекания реакции при 1500 K....
Условие:
Определить обратима ли данная химическая реакция и установить возможность или невозможность самопроизвольного протекания реакции при 1500 K. Перечислить способы смещения равновесия в сторону образования продуктов реакции Cr2O3(T) +3C(T)=2Cr(T) + 3CO(r),если ▵H ⁰298 -1140 0 0 -110 кДж/моль ▵S⁰298 81,4 5,7 23,7 197,5 Дж/моль*K
Решение:
Для определения обратимости химической реакции и возможности самопроизвольного протекания реакции при 1500 K, мы можем использовать принцип Ле Шателье и уравнение Гиббса.
Сначала рассмотрим значение изменения свободной энергии (▵G) при 1500 K. Уравнение Гиббса выглядит следующим образом:
▵G = ▵H - T▵S
Где: ▵G - изменение свободной энергии ▵H - изменение энтальпии T - температура в Кельвинах ▵S - изменение энтропии
Подставим известные значения:
▵H ⁰298 = -1140 кДж/моль ▵S⁰298 = 81,4 Дж/моль*K T = 1500 K
▵G = -1140 кДж/моль - 1500 K * (81,4 Дж/моль*K / 1000) = -1140 кДж/моль - 122,1 кДж/моль = -1262,1 кДж/моль
Теперь, чтобы определить обратимость реакции, мы должны знать знак ▵G. Если ▵G < 0, то реакция обратима и может самопроизвольно протекать. Если ▵G > 0, то реакция необратима и не может самопроизвольно протекать.
В данном случае, ▵G = -1262,1 кДж/моль, что является отрицательным значением. Следовательно, реакция обратима и может самопроизвольно протекать при 1500 K.
Чтобы сместить равновесие в сторону образования продуктов реакции, можно использовать следующие способы:
-
Изменение концентрации реагентов или продуктов. Увеличение концентрации продуктов или уменьшение концентрации реагентов может сместить равновесие в сторону образования продуктов.
-
Изменение давления. Если реакция включает газы, изменение давления может повлиять на равновесие. Увеличение давления может сместить равновесие в сторону уменьшения числа молекул газа, а уменьшение давления - в сторону увеличения числа молекул газа.
-
Изменение температуры. Изменение температуры может сместить равновесие в зависимости от знака ▵H. Если ▵H > 0, повышение температуры сместит равновесие в сторону образования продуктов, а если ▵H < 0, понижение температуры будет способствовать образованию продуктов.
В данном случае, чтобы сместить равновесие в сторону образования продуктов, можно попробовать увеличить концентрацию CO или уменьшить концентрацию Cr2O3 и C. Также можно понизить температуру, так как ▵H > 0. Однако, для более точного определения необходимо знать конкретные значения концентраций и давления.
