Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Вычисление изменения стандартной энтропии и энергии Гиббса



Задача №6.Предскажите знак изменения энтропии / / в каждой из ниже предполагаемых реакций и проверьте правильность сделанных выводов расчетом соответствующих реакций, пользуясь справочными данными.

 

  Реакции Выводы
1. первой реакции больше нуля / >0/. Энтропия системы как мера неупорядоченности растет при увеличении количества молей вещества (числа молей), тем более что полученные вещества находятся в газообразном состоянии.
2. <0, так как в реакцию вступают три объема газов, а получаются два, т.е. число частиц газообразных веществ уменьшается, в системе растет 4порядоченность.
3. <0 по той же причине, что и в случае 2.
4. Вероятно, >0, так как усложнился состав молекул газа ( вместо ), хотя в результате реакции число молей и не изменилось (в том числе и газообразных веществ).
<0. Ионы и , находящиеся в растворе, переходят в осадок, т. е. в системе растет упорядоченность.

Решение.

1. Выпишем из таблицы (см. приложение) значения соответствующих веществ и подпишем их под формулами в уравнениях 1- 5 и для данных реакции вычисляем по формуле: .

1)

.

2)

= .

3)

= .

4)

= .

5)

= .

Ответ. Таким образом, результаты вычисления реакций подтвердили выводы, сделанные ранее, т.е.:

1) = ,т.е. >0;

2) = , т.е. <0;

3) = ,т.е. <0;

4) = , т.е. >0;

5) = , т.е. <0.

Задача №7. Какие из реакций, перечисленных в задаче №6, протекают самопроизвольно при стандартных условиях?

Решение.

1. По выше найденным данным вычисляем изменения изобарно-изотермического потенциала или свободной энергии Гиббса / /:

2. Из таблицы выпишем образования соединений и подставляем эти данные для выше соответствующих реакций:

1) кДж.

2) кДж.

3) кДж.

4) кДж.

5) кДж.

Ответ.Полученные результаты говорят о том, что реакции 1, 3 и 5 могут протекать в стандартных условиях самопроизвольно до установления равновесия, а реакции 2 и 4 в этих условиях протекать в указанном направлении не могут.

1.2. Ситуационные задачи №№ с 8 по 20для закрепления материала (выполнить в протокольной тетради).

Задача № 8.Рассчитайте изменение внутренней энергии при испарении 20 г спирта при температуре его кипения, если удельная теплота парообразования спирта 858,95 Дж/г, а удельный объем пара 607 (объем жидкости пренебречь).

Задача №9. Определите работу изотермического обратимого расширения 3 моль водяного пара от до Па при стерилизации ампул с раствором глюкозы при330 К.

Задача № 10.Какая масса ядер грецких орехов может компенсировать половину суточной потребности человека в энергии, равной 6276 кДж, если известно, что в орехах массовая доля жира 64,4%, белка 15.6% и углеводов 12%?

Задача №11. Какое количество работы совершает человек весом 75 кг, взбираясь на памятник Вашингтону высотой 555 футов (1 фут=0,3048 м)? Сколько килокалорий необходимо для этого получить с пищей, если принять, что в механическую работу мышц может быть превращено 25% энергии, выделяющейся при окислении пищи в организме?

Задача №12. Энтальпия сгорания углеводов в организме человека составляет -17,55 кДж/г, белков – 16,72 кДж/г, жиров – 39,29 кДж/г. Среднесуточная потребность в белках, жирах и углеводах для студентов – мужчин составляет соответственно 113 г, 106 г, 451 г, для студентов – женщин 96 г, 90 г, 383 г. Какова среднесуточная потребность студентов в энергии?

Задача №13. Используя значение энтальпий сгорания белков, жиров и углеводов (см. задачу №12) рассчитать энергетическую ценность перловой каши (67 г крупы). В 100 г крупы содержится 9,3 г белков, 1,1 г жиров и 73,7 г углеводов.

Задача №14.Вычислите стандартную энтальпию биохимического брожения глюкозы: , если стандартные энтальпии сгорания глюкозы и этилового спирта равны соответственно -2801,69 и -1366,6 кДж/моль. Определить знак .

Задача №15. Рассчитайте тепловой эффект реакции получения этилового эфира аминобензойной кислоты (полупродукта при получении анестезина) при стандартных условиях по уравнению реакции:

если известны стандартные теплоты образования участников реакции:

Вещество , кДж/моль
-463,2
-273,2
-1759,0
-1068,0

Задача №16. Рассчитайте тепловой эффект реакции получения газообразного диэтиламиноэтанола (полупродукта при синтезе новокаина) при стандартных условиях по реакции: если известны стандартные теплоты образования участников реакции:

Вещество , кДж/моль
-81,6
-48,8
-341,0
   

Задача №17. Возможно ли в стандартных условиях реакция: Рассчитайте , , для данной реакции.

Задача №18. Возможно ли осуществление процесса восстановления металлического железа из оксида действием водорода при стандартных условиях:

Задача № 19.Как влияет температура на направление реакций 1-5 (см. задачу №6)?

1.3. Контрольные вопросы

1. Какие из следующих термодинамических функций относятся к функциям состояния системы: теплота, энтальпия, энтропия, работа расширения газа, свободная энергия Гиббса?

2. Для каких условий справедливо соотношение ? При каких условиях это не так?

3. Сформулируйте условия самопроизвольного протекания реакций, сопровождающихся:

1) увеличением энтропии и энтальпии;

2) уменьшением энтальпии и энтропии;

3) увеличением энтропии и уменьшением энтальпии;

4) уменьшением энтропии и увеличением энтальпии.

4. Сформулируйте I закон термодинамики. В чем различие между величинами и ? Напишите уравнение связи и .

5. Обоснуйте, почему величину или целесообразнее использовать при изучении химических реакций?

6. Как формулируется закон Гесса и где он применяется? Покажите, что данный закон справедлив для процессов, протекающих при условии постоянства давления или постоянства объема системы.

7. Проиллюстрируйте примерами тот факт, что направление химического процесса зависит от следующих факторов таких, как энтальпии и энтропии.

8. Что такое изобарно-изотермический потенциал, или свободная энергия Гиббса? Что можно сказать о химическом процессе, для которого:1) ; 2) ; 3) .

9. Почему некоторые реакции, значение которых отрицательно, на самом деле не протекают? Какие условия можно подобрать для их протекания?

10. Почему некоторые вещества, значение образования которых положительны, все-таки существуют? Что можно сказать о способах получения таких веществ?

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.