Задача к I коллоквиуму по физической химии

1 Составьте таблицу термодинамических характеристик участников реакции – теплот образования Δ _f H °₂₉₈, молярных энтропий S ⁰₂₉₈, эмпирических коэффициентов а, в, с, с^′ температурной зависимости молярной изобарной теплоемкости Ср⁰ с указанием температурного интервала, в котором выполняется эта эмпирическая зависимость.

2 Рассчитайте стандартный тепловой эффект реакции Δ _rH ⁰₂₉₈, стандартное изменение энтропии Δ _rS ⁰₂₉₈ и определите температурную зависимость Δ G ⁰_T в приближении Улиха, нарисуйте график в интервале температур от 298 К до 2000 К. Есть ли температура инверсии знака Δ G ⁰_T и если да, то какова она?

3 Выведите уравнения температурных зависимостей Δ G ⁰_T и в приближении Шварцмана – Темкина и постройте графики в интервале температур от 298 К до 2000 К (первый график Δ G ⁰_T совместить с графиком из 2 и сделать вывод о качестве приближения Улиха). Значения интегралов М₀, М₁, М₂, М _–2 при различных температурах взять из справочника.

4 Запишите выражение для константы равновесия К_Р через равновесные парциальные давления участников реакции и на основе закона Дальтона выведите уравнение связи между константой равновесия К_р(Т), общим давлением газовой смеси Р _общ [ атм] и

а) равновесной степенью превращения исходных веществ α;

б) относительным равновесным выходом целевого продукта реакции η.

Считать, что исходная реакционная смесь является стехиометрической.

5 Постройте графики зависимости степени превращения реагента α, % или относительного равновесного выхода целевого продукта реакции η, % от температуры при стандартном (1 атм), повышенном (10 атм) и пониженном (0,1 атм) давлениях (для наглядности три графика совместить на одном листе с целью выявления зависимости глубины протекания реакции от давления при фиксированной температуре).

6 Сформулируйте принцип Ле Шателье – Брауна и соотнесите с ним полученные результаты.