Chemia Fizyczna, ćwiczenia rachunkowe
Chemia, semestr III
(8) Zależność stałej równowagi reakcji od temperatury. Izobara van’t Hoffa.
1. Zależność stałej równowagi reakcji 2H
(g)
= H
2,(g)
od temperatury można wyrazić równaniem:
89
,
4
K
log
T
700
19
P
+
−
=
.
Oblicz ciepło dysocjacji wodoru.
2. Przy jakiej temperaturze teoretyczna wydajność trójtlenku siarki w procesie przebiegającym
według reakcji SO
2,(g)
+ ½O
2,(g)
= SO
3,(g)
wyniesie 90%, jeżeli w gazie wlotowym znajduje się
6% SO
2
i 12% O
2
(resztę stanowi N
2
), a ciśnienie wynosi 1 atm. Proces jest izobaryczny, przy
czym ∆G
o
= –94 600 + 89,6 T.
3. W wysokiej temperaturze stopień dysocjacji (α
e
) CO
2,(g)
do CO
(g)
i O
2,(g)
zmienia się
w następujący sposób:
T [K]
1395
1443
1498
α
e
1,44
.
10
-4
2,50
.
10
-4
4,71
.
10
-4
Zakładając, że wartość ∆H
o
jest stała w podanym zakresie temperatury, oblicz wartości K, ∆G
o
,
∆H
o
oraz ∆S
o
tej reakcji, przyjmując uzasadnione przybliżenia.
4. Dla reakcji 4MnO
2(s)
= 2Mn
2
O
3,(s)
+ O
2,(g)
równowagowa prężność dysocjacji wynosi w temp.
836 K – 7,60
.
10
4
Pa, a w temp. 791 K – 2,58
.
10
4
Pa. Oblicz wartość ∆C
P
tej reakcji przyjmując ją
za stałą w tym zakresie temperatury i wiedząc, że ∆H
o
298
= 151,4 kJ
.
mol
-1
.
5. Dla reakcji uwodornienia benzenu C
6
H
6,(g)
+ 3H
2,(g)
= C
6
H
12,(g)
pod ciśnieniem standardowym
w zakresie temperatur 500÷550 K otrzymano następującą zależność stałej równowagi od temp.:
565
,
8
T
10
285
,
2
T
log
9194
,
9
K
log
3
T
9590
+
⋅
+
−
=
−
.
Wyznacz zależność ∆H
o
(T) oraz oblicz wartość ∆H
o
298
. Wyniki otrzymane na podstawie danych
dotyczących stanu równowagi porównaj z obliczonymi na podstawie ciepeł tworzenia.
∆
tw
H
o
298
(C
6
H
6,(g)
) = 82,9 kJ
.
mol
-1
, ∆
tw
H
o
298
(C
6
H
12,(g)
) = -123 kJ
.
mol
-1
.
6. Stopień dysocjacji jodowodoru w temp. 500 K wynosi 0,142, a w temp. 1000 K : 0,270. Oblicz
∆S
o
reakcji dysocjacji jodowodoru w temp. 750 K, podając przyjęte założenia.