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?