2SO3 = 2SO2 + O2
dH° (SO2) = -296,9 кДж/моль
dH° (SO3) = -395,2 кДж/моль
dH° (O2) = 0 кДж/моль
S° (SO2) = 248,10 Дж/моль/K
S° (SO3) = 256,23 Дж/моль/K
S° (O2) = 205,03 Дж/моль/K
ΔH° = ∑ΔH°(прод.) - ∑ΔH°(реаг.)
ΔH° = 2*(-296,9) - 2*(-395,2) = -593,8 + 790,4 = 196,6 кДж/моль ⇒ Энтальпия положительна, реакция эндотермична.
ΔS° = ∑ΔS°(прод.) - ∑ΔS°(реаг.)
ΔS° = 205,03 + 2*(248,10) - 2*256,23 = 188,77 Дж/моль/К
ΔG° = ΔH° - TΔS°
ΔG° = 196,6 - 298*0,18877 = 140,3466 ⇒ Энергия Гиббса положительна, реакция пойдет в прямом направлении только при высоких температурах.
T = ΔH°/ΔS° = 196,6/0,18877 = 1041,47 K ⇒ реакция пойдет при нагревании до 1041,47 кельвинов.
m(H₂;NH₃)=5.52г
n(H₂):n(NH₃)=3:1
Найти:
Q-?
Решение:
2H₂+O₂--->2H₂O+570кДж
4NH₃+3O₂--->2N₂+6H₂O+1529кДж
Пусть в смеси(5.52г) содержится "х"моль - NH₃,тогда химическое количество водорода равно "3х"моль[из условия 3:1].
M(H₂)=2г/моль ,n(H₂)=3x моль , m(H₂)=n*M=3x*2=6x
M(NH₃)=17г/моль , n(NH₃)=x моль ,m(NH₃)=n*M=x*17=17x
17x+6x=5.52
23x=5.52
x=0.24
Получаем:
1):
n(H₂)=3*0.24=0.72моль
2моль - 570кДж
0.72моль - Q₁
Q₁=(570*0.72)/2=205.2кДж
2):
n(NH₃)=0.24моль
4моль - 1529кДж
0.24моль - Q₂
Q₂=(1529*0.24)/4=91.74кДж
3):
Q=Q₁+Q₂
Q=205.2+91.74=296.94≈297кДж
ответ: 297кДж.