химический каталог




Сборник задач, вопросов и упражнений по общей неорганической химии

Автор А.Н.Богатиков, В.А.Красицкий и др.

мические реакции могут самопроизвольно протекать только в таком направлении, при котором энергия Гиббса системы уменьшается (AG < 0). Это есть условие принципиальной возможности осуществления данного процесса.

В приведенной таблице показана возможность и условия протекания реакции при различных сочетаниях знаков AH и AS.

Знак изменения функции Принципиальная возможность и условия протекания реакции

AH AS AG

- + - Возможна при любой температуре

+ - + Принципиально невозможна

- - ± Возможна при низких температурах

+ + ± Возможна при высоких температурах

Пример 4. Пользуясь справочными данными установить, возможно ли при температурах 298 и 2500К восстановление оксида титана (IV) до свободного металла по схеме:

Tl02(K) + 2С(графит) = Tl(K) + 2СО (г)?

Зависимостью AG и AS от температуры пренебречь. Решение:

Значения AG°бр (в кДж/моль) при 298 К для TiO2 (-888,6) и Ш (-137,1). Тогда для рассматриваемой реакции: AG298 = -137,1-2 - (-888,6) =

= 614,4 кДж. Поскольку AG298 > 0, восстановление TiO2 при 298 К невозможно.

Для расчета AG 2500 воспользуемся уравнением AG = AH° - 7AS°. При этом, в соответствии с указанием в ус овии задачи, испо ьзуем значения AG и ASo при 298 К. Д я расчета AHo и ASo реакций необходимо найти в таблице значения AG°°б для TiO2 (-943,9) и СО (-110,5),

а также значения S для TiO2 (50,3), С (5,7), Ti (30,6) и СО (197,5). Тогда д я рассматриваемой реакции:

AH = -110,5 • 2 - (-943,9) = 722,9 кДж;

AS0 = 30,6 + 197,5 • 2 - 50,3 - 5,7 • 2 = -363,9 Дж/К.

Теперь находим AG 2500 реакции, выражая AS0 в кДж/К:

AG 2500 = AG2500 - 7AS2500 = 722,9 - 2500 • 363,9/1000 = = 722,9 - 909,8 = -186,9 кДж.

Таким образом, AG02500 < 0, так что восстанов ение TiO2 графитом при 2500 К возможно.

Вопросы для самостоятельной подготовки

1. Дайте определение понятиям: система, фаза, среда, макро- и микросостояние.

2. Какие системы называются гомогенными, а какие - гетерогенными?

3. Какие два фактора опреде яют самопроизво ьное протекание химических реакций в данном направ ении?

4. Назовите основные термодинамические ве ичины, характеризующие состояние системы. Почему они носят название функций состояния?

5. Рассмотрите смысл понятий внутренняя энергия системы и энтальпия. Приведите примеры реакций, у которых AH> AU и AU > AH.

6. Какие факторы опреде яют ве ичину изменения энта ьпии реакции? Как зависит эта ве ичина от энергии активации, пути и ус о-вия протекания процесса, присутствия ката изаторов?

7. Могут ли быть экзотермичными процессы диссоциации молекул на атомы, ионы; эндотермичными - процессы образования молекул из атомов, радикалов, из других молекул?

8. Объясните смысл понятия энтальпия образования вещества. Сформулируйте условия стандартизации этой характеристики. Чем отличаются стандартные условия от нормальных?

9. Сформулируйте закон Гесса. Какая связь между тепловым эффектом (энтальпией) реакции и энтальпиями образования исходных веществ и продуктов реакции?

10. Чем объясняется самопроизвольное протекание некоторых реакций с поглощением тепла ( AH>0)?

11. Дайте объяснение понятия энтропия.

12. Не проводя расчета, определите знак изменения энтропии в ходе следующих процессов:

а) 21+2 (Г) + 0>2 (Г) = 2H2O (Г);

б) 2H2S (г) + 3O (г) = 2 H2O (ж) + 2 SO (г);

в) MgO (к) + CO2(r) = MgCO3(K);

г) лед — вода — пар;

д) CH3COOH (Р_Р) = CH3COO" + H+.

13. Дайте определение понятия энергия Гиббса.

14. Каково соотношение между величиной изменения энергии Гиббса и величинами изменения энтальпии и энтропии системы?

15. Почему AG может рассматриваться как критерий самопроизвольности протекания химической реакции? Возможны ли случаи, когда реакции с AG < 0 практически не идут? Дайте объяснение.

16. Учитывая роль энтальпийного и энтропийного факторов и температуры в определении величины AG, выделите четыре общих типа реакций, различающихся возможностью и температурными условиями протекания.

Задачи для решения

106. Что называют тепловыми эффектами реакций? В каких случаях уравнения химических реакций называют термохимическими?

107. Какие условия состояния системы принимают в термодинамике в качестве стандартных? Какими символами их обозначают?

108. Что называют внутренней энергией системы? Почему в термодинамических расчетах используют не абсолютные значения внутренней энергии U, а ее изменение AU при переходе системы из одного состояния в другое?

109. Каким уравнением опреде яется энта ьпия и ее изменение? Какой закон яв яется основным законом термохимии? Дайте его формулировку.

110. Какой функцией состояния характеризуется тенденция системы к достижению так называемого наибо ее вероятного состояния, которому соответствует максима ьная беспорядочность распреде-

ения частиц?

111. Как изменяется энтропия системы с повышением температуры в реакциях синтеза и раз ожения веществ?

112. Как изменяется энтропия системы при испарении, конденсации, уве ичении дав ения, фазовых переходах?

113. Какими одновременно действующими факторами опред

страница 16
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

Скачать книгу "Сборник задач, вопросов и упражнений по общей неорганической химии" (1.12Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
смартфоны леново каталог
заказать вывеску в москве
покраска руля
концерт руки вверх в олимпийском купить билеты

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(19.11.2017)