Рассчеты с применением константы равновесия реакции


Задача 388. 
С ростом температуры значение константы равновесия реакции 2Н2О(г) ⇔ 2Н2(г) + О2(г) возрастает. Каков знак  энтальпия этой реакции: а) энтальпия  > 0; б) энтальпия  <  0; в) по данным задачи нельзя определить? 
Решение: 
Из уравнения энергия гиббса = 2,3RTlgKT  следует, что с ростом температуры (Т) и ростом значения  константы равновесия реакции (КТ), уменьшается значение  энергия гиббса.

Согласно принципу Ле Шателье, при повышении температуры системы равновесие смещается в сторону эндотермической реакции. Эндотермическая реакция протекает с поглощением теплоты, т.е. энтальпия данной реакции больше нуля, энтальпия  > 0. К тому же из уравнения 2О(г) ⇔ 2Н2(г) + О2(г)  следует, что данная реакция протекает с увеличением как общего числа молекул продуктов реакции, так и увеличением числа молекул газообразных продуктов реакции, т.е. система из более устойчивого состояния переходит в менее устойчивое состояние, значит,энтропия > 0.  При энтальпия> 0 и ,энтропия > 0 процесс может протекать только при достаточно высоких температурах, как вытекает из уравнения энергии Гиббса, что и соответствует условию задачи.

Ответ: а).


Задача 389.
Для некоторой реакции энергия гиббса > 0. Какие из приведенных утверждений правильны: а) К > 1; б) К < 1; в) в равновесной смеси преобладают продукты реакции; г) в равновесной смеси преобладают исходные вещества?
Решение:
Константа равновесия химической реакции (KT) связана со стандартным значением энергии Гиббса реакции (энергия гиббса)
уравнением  энергия гиббса = 2,3RTlgKT.

Положительный знак члена (энергия гиббса) возможен только тогда когда член (lgK), т.е. K < 0. Это означает, что при положительном значении энергия гиббса  равновесие системы смещено в сторону обратной реакции и в равновесной смеси преобладают исходные вещества.

Ответ: б); г).


Задача 390.
Константа равновесия некоторой реакции при 293 К равна 5 . 10-3, а при 1000 К составляет 2 . 10-6. Каков знак  энтальпия этой реакции: а) энтальпия  > 0; 6) энтальпия  < 0?  
Решение:   
Зависимость константы равновесия (KT) химической реакции связана со стандартным значением энергии Гиббса данной реакции (энергия гиббса) уравнением: энергия гиббса = 2,3RTlgKT

Как показывает данное выражение отрицательное значение константы равновесия (KT),  К < 1, возможно при положительном значении члена (энергия гиббса). Положительное значение энергия гиббса  означает, что равновесие реакции смещено в направлении обратной реакции. Согласно принципу Ле Шателье следует, что повышение температуры приводит к смещению равновесия  системы в направлении реакции сопровождающейся поглощением теплоты, энтальпия > 0. 
Таким образом, прямая реакция является экзотермической, т.е. энтальпия < 0.

Ответ: б).