000551

39 К р  – константа химического равновесия для реакции: аА + bВ  сС+ dD Примеры задач с решениями Пример 1. Аминокислота глицин сгорает на воздухе с образованием СО 2 , Н 2 О, N 2. Составьте термохимическое уравнение реакции горения глицина. Определите изменение энтропии в ходе реакции, предвари- тельно предсказав ее знак. На основании Δ H p и Δ S p , рассчитайте изме- нение энергии Гиббса химической реакции. Сделайте вывод, возмож- но ли самопроизвольное протекание реакции в стандартных условиях? Решение а) Составим уравнение реакции горения глицина: Н 2 N–СН 2 –СООН+2,25 О 2 → 2 СО 2 + 0,5N 2 + 2,5 Н 2 О Определим по таблице Δ H 0 обр продуктов и реагентов с учетом их агрегатного состояния: Δ H 0 обр (Н 2 NСН 2 СООН кр ) = – 537,23 кДж Δ H 0 обр (СО 2 г ) = – 393,51 кДж/моль Δ H 0 обр (Н 2 О  ж ) = – 285,84 кДж/моль Рассчитаем Δ H p по 1 следствию из закона Гесса: Δ H p  0 = 2Δ H обр (СО 2 г ) + 2,5Δ H обр (Н 2 О ж ) – Δ H обр (Н 2 NСН 2 СООН кр ) = 2 (–393,51) + 2,25 (–285,84) – (–537,23) = – 892,93 кДж/моль Составим термохимическое уравнение, учитывая, что Δ H p = – Q : Н 2 N–СН 2 –СООН (кр) + 2,25 О 2 (г) = 2 СО 2 (г) + 0,5N 2 (г) + 2,5 Н 2 О  (ж) + 892,93 кДж б) знак изменения энтропии определяется изменением числа молей газообразных веществ в ходе реакции. В этой реакции число молей га- зов увеличивается. Следовательно, Δ S p >0. Подтвердим это расчетом, пользуясь таблицей Δ S  0 : Δ S p = 2 S 0 (СО 2 г ) + 0,5 S 0 (N 2 г ) + 2,5 S 0 (Н 2 О ж ) – S 0 (Н 2 N–СН 2 –СООН кр ) – 2,25 S 0 (О 2 г ) = 2×213,6 + 0,5×191,5 + 2,5×69,96–103,51–2,25×205,03 = 133,02 Дж/моль×К = 0,13302 кДж/моль×К в) рассчитаем Δ G p по формуле Δ G = Δ H – Т Δ S в стандартных усло- виях, Т = 298 К. Δ G = – 892,93–298 × 0,13302 = – 932,57 кДж/моль. Δ G p < 0, т. е. реакция протекает самопроизвольно. Ответ: Δ H p = – 892,93 кДж/моль Δ S p = 0,13302 кДж/моль×К; Δ G = – 932,57 кДж/моль.