Условие задачи
Условие: Рассчитайте константу гетерогенного химического равновесия для реакции - ${{H_2}_г + {I_2}_к \rightleftarrows 2{HI}_г}$, если реакция протекает при 400К и стандартном состоянии реагентов.
Решение задачи
1) Рассчитаем энтальпию реакции (используются табличные данные термодинамических характеристик реагентов при 298 К и стандартном состоянии веществ)
${\Delta {H^0}_{298} = \Delta {H^0}_{HI} - \Delta {H^0}_{H_2} - \Delta {H^0}_{I_2} = 2\cdot 29,94 - 0 - 0 = + 59,88 \ кДж/моль}$ - процесс эндотермический
2) Вычислим энтропию реакции
${\Delta {S^0}_{298} = \Delta {S^0}_{HI} - \Delta {S^0}_{H_2} - \Delta {S^0}_{I_2} = 2\cdot 206,3 - 130,58 - 116,73 = + 165,29 \ Дж/моль \cdot K}$
3) Найдем энергию Гиббса
${\Delta {G^0}_{298} = \Delta {G^0}_{HI} - \Delta {G^0}_{H_2} - \Delta {G^0}_{I_2} = 2\cdot 1,3 - 0 - 0 = + 2,6 \ кДж/моль}$
Вывод №1: Данная реакция при 298 К и стандартных состояниях протекает самопроизвольно в обратном направлении.
4) Вычислим энергию Гиббса при 400 К и стандартном состоянии
${\Delta {G^0}_{T} = \Delta {H^0}_{298} - T\Delta {S^0}_{298} }$
${\Delta {G^0}_{T} = 59,88 - 400 \cdot 165,29 \cdot 10^{-3} = -6,24 \ кДЖ/моль}$
Вывод №2: при 400 К и стандартных состояниях реакция протекает самопроизвольно в прямом направлении.
5) Рассчитаем константу равновесия гетерогенного процесса:
${K_p = exp[ - \Delta G^0 / (RT)] = exp - [(-6,24 \cdot 10^{-3})/(8,31 \cdot 400)] = 6,5}$
${K_c = \frac {K_p}{(RT)^{\Delta \nu}} = \frac {6,5}{0,082 \cdot 400} = 0,2}$
Ответ: 0,2
