Вычислите стандартное изменения энергии Гиббса химической реакции при температуре 25 °С по значениям стандартных энтальпий образования и абсолютных энтропий химических соединений и установите возможность самопроизвольного протекания реакции: SO2г + 2H2Sг = 3Sк + 2H2Oж.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Дана химическая реакция: SO2г + 2H2Sг = 3Sк + 2H2Oж.

Стандартные энтальпии образования (ΔH°f) и абсолютные энтропии (S°) для химических веществ:
SO2: ΔH°f = -296.8 кДж/моль, S° = 248.1 Дж/(моль·К)
H2S: ΔH°f = -20.6 кДж/моль, S° = 205.7 Дж/(моль·К)
S: ΔH°f = 0 кДж/моль, S° = 64.5 Дж/(моль·К)
H2O: ΔH°f = -285.8 кДж/моль, S° = 69.9 Дж/(моль·К)

Температура T = 25 °C = 298 K.

Из уравнения реакции видно, что коэффициенты перед реагентами и продуктами равны и показывают стехиометрию. Тогда можно написать выражение для изменения энергии Гиббса реакции:

ΔG = ΣnΔG°f(продукты) - ΣnΔG°f(реагенты),

где n - это стехиометрические коэффициенты.

ΔG°f(SO2) = -296.8 кДж/моль
ΔG°f(H2S) = -20.6 кДж/моль
ΔG°f(S) = 0
ΔG°f(H2O) = -285.8 кДж/моль

ΔG = 3 0 - (1 -296.8 + 2 -20.6 - 3 0 - 2 * -285.8) = -439.2 кДж

Теперь рассчитаем изменение энтропии реакции по формуле:

ΔS = ΣnS°(продукты) - ΣnS°(реагенты)

ΔS = 3 64.5 - (1 248.1 + 2 205.7 - 3 64.5 - 2 * 69.9) = -424.2 Дж/(моль·K)

Теперь используем уравнение Гиббса-Гельмгольца для вычисления изменения температуры стандартного энергии Гиббса:

ΔG = ΔH - TΔS
ΔG = -439.2 кДж - (298 К * (-424.2 Дж/(моль·K))) = 21.0 кДж

Таким образом, при температуре 25 °C изменение энергии Гиббса реакции равно 21.0 кДж. Так как ΔG > 0, то реакция не происходит самопроизвольно при данных условиях.