Задачка - вопрос №92449

         ЗАДАЧА:

Определите константу равновесия реакции образования этана из простых веществ при температуре 298К, если стандартные энтропии углерода, водорода и этана соответсвенно равны 1,4;31.2;54.9 кал\моль*К, а тепловой эффект этой реакции состовляет -20236 кал\моль

         РЕШЕНИЕ:

         Задача решается на основе следующих общетермодинамических соотношений, справедливых для любой реакции:

ΔG= ΔH– TΔS                                                (1)

ΔG= -RTln K      K= exp(-ΔG/RT)                                  (2)

где  ΔG, ΔH, ΔS, T, K– соответственно энергия Гиббса, энтальпия, энтропия, температура и константа равновесия реакции;  R– универсальная газовая постоянная.

         При этом в нашей задаче  T и  ΔH  заданы по условию непосредственно, а энтропия  ΔS рассматриваемой реакции образования этана C2H6:

2C+ 3H2 = C2H6                                              (3)

легко определяется из энтропий S(заданы по условию) всех её участников (как разность между суммарной энтропией продуктов и суммарной энтропией реагентов реакции).

         Итак, имеем тогда для энтропии  ΔS рассматриваемой реакции:

ΔS = S(C2H6) – [2S© + 3S(H2)] = 54.9 – [2·1.4 +3·31.2] = -10.3 (кал/К)    (4)

         Далее, в соответствии с (1), вычисляем  ΔG реакции:

ΔG= ΔH– TΔS= -20236 — 298·(-10.3) = -17166.6 (кал) ,             (5)

а затем, в соответствии с (2), и искомую константу равновесия  K:

K = exp(-ΔG/RT) ≈ exp[-(-17166.6) / (1.9872·298)] ≈ 3.9·1012          (6)

Примечания:

1. Поскольку все величины даны по условию в калориях (а не в джоулях, что чаще встречается), то и постоянную R необходимо брать также в калориях (R ≈ 1.9872 кал/(моль·К));

2. Если строго, то температура (т.н. стандартная температура) должна быть не 298 К, а 298.15 K (т.е. 25 OC), для которой на самом деле и заданы все исходные данные.