Chemia Fizyczna, ćwiczenia rachunkowe
Chemia, semestr III
(7) Związek stałej równowagi reakcji z entalpią swobodną. Izoterma van’t Hoffa.
1. Wyznacz stałą równowagi reakcji 2H
2
S
(g)
+ SO
2,(g)
= 2H
2
O
(g)
+ 3S
(s)
w temp. 298 K na pods-
tawie znanych wartości ∆
tw
G
o
298
H
2
O
(g)
, H
2
S
,g)
i SO
2,(g)
, wynoszących odpowiednio –228 kJ
.
mol
-1
,
–32,6 kJ
.
mol
-1
oraz –291 kJ
.
mol
-1
.
2. Przy ogrzewaniu stechiometrycznej mieszaniny metanu z parą wodną w temp. 1100 K i pod
ciśnieniem standardowym w mieszaninie poreakcyjnej znajduje się 72,5% H
2
. Metan ulega
konwersji zgodnie z równaniem: CH
4,(g)
+ H
2
O
(g)
= CO
(g)
+ 3H
2,(g)
Oblicz wartość stałej równowagi reakcji oraz ∆
r
G
o
w podanych warunkach.
3. W temp. 718 K prężność dysocjacji tlenku srebra (I) wynosi 2,1
.
10
7
Pa. Oblicz ∆
r
G
o
reakcji
syntezy Ag
2
O z pierwiastków w podanej temperaturze.
4. W naczyniu o objętości 1,435
.
10
-2
m
3
umieszczono 25,38 g stałego jodu i ogrzano do temp.
1350 K. W tej temperaturze ustaliło się ciśnienie 1,013
.
10
5
Pa. Oblicz stopień dysocjacji jodu oraz
stałą K
P
ustalającej się w podanej temperaturze równowagi I
2,(g)
= 2I
(g)
. Czy jod będzie ulegał
dysocjacji, jeśli w tych samych warunkach (V i T) umieścimy w naczyniu mieszaninę 0,1 mola I
2
i 0,1 mola I?
5. Dla reakcji rozkładu wody na pierwiastki H
2
O
(g)
= H
2,(g)
+ ½O
2,(g)
w temp. 2000 K standardowa
entalpia swobodna wynosi 135,2 kJ
.
mol
-1
. Oblicz ułamek molowy tlenu w gazach wylotowych,
jeśli para wodna jest przepuszczana przez piec rurowy w podanej temp. pod ciśnieniem 200 kPa.
6. W temperaturze 400
o
C stała równowagi reakcji: N
2,(g)
+ 3H
2,(g)
= 2NH
3,(g)
ma wartość 1,60
.
10
-4
.
Oblicz wartość standardowej entalpii swobodnej reakcji oraz wartość entalpii swobodnej reakcji
odpowiadającą procesowi syntezy amoniaku prowadzonemu tak, że ciśnienia azotu i wodoru
utrzymywane są na stałym poziomie, odpowiednio 1,0 i 3,0 MPa, a powstający amoniak jest
usuwany z reaktora w taki sposób, że jego prężność cząstkowa wynosi 300 kPa. Czy w tych
warunkach synteza amoniaku zachodzi samorzutnie?