Question

Рассчитайте стандартную энтропию реакции 2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г). Будет ли

данная реакция протекать самопроизвольно в изолированной системе при

стандартных условиях?

Answer 1

Для рассчета стандартной энтропии реакции, нам понадобится знать стандартные энтропии всех реактантов и продуктов, а также количество вещества каждого из них.

Стандартные энтропии реактантов можно найти в таблицах, а для данной реакции они равны:
S°(SO2) = 248 J/(mol·K)
S°(O2) = 205 J/(mol·K)

Стандартная энтропия продукта также можно найти в таблицах:
S°(SO3) = 256 J/(mol·K)

Теперь нам нужно учесть количество вещества каждого реагента и продукта. В данной реакции коэффициенты перед соединениями указывают на количество вещества каждого из них:
2SO2: 2 моль
O2: 1 моль
2SO3: 2 моль

Теперь мы можем рассчитать изменение стандартной энтропии реакции (ΔS°) следующим образом:

ΔS° = Σ(n·S°(продукты)) - Σ(n·S°(реагенты))

где n - количество вещества каждого соединения.

Заменяем значения стандартных энтропий и количеств в точном рассчете:

ΔS° = (2 mol × 256 J/(mol·K)) + (1 mol × 205 J/(mol·K)) - (2 mol × 248 J/(mol·K))
ΔS° = 512 J/K + 205 J/K - 496 J/K
ΔS° = 221 J/K

Итак, изменение стандартной энтропии реакции (ΔS°) равно 221 J/K.

Теперь, чтобы определить, будет ли данная реакция протекать самопроизвольно в изолированной системе при стандартных условиях (т.е. при температуре 298 K и давлении 1 атм), мы можем использовать следующее критерий: если ΔS° > 0, то реакция будет протекать самопроизвольно, а если ΔS° < 0, то реакция не будет протекать самопроизвольно.

В данном случае, ΔS° = 221 J/K, что больше нуля, поэтому данная реакция будет протекать самопроизвольно в изолированной системе при стандартных условиях (298 K и 1 атм).