2. Вычислите константу равновесия реакции NO2 + SO2  NO + SO3 при 25ºС и нормальном атмосферном давлении, используя данные таблицы стандартных термодинамических величин.

Давайте разберемся, как найти константу равновесия реакции: \[ \mathrm{NO_2 + SO_2 \rightleftharpoons NO + SO_3} \] при температуре 25°C (298 К). ### Шаг 1. Определим изменения стандартной свободной энергии Гиббса (\(\Delta G^\circ\)) для реакции. Константа равновесия связана с изменением свободной энергии следующим соотношением: \[ \Delta G^\circ = -RT \ln K \] где: - \( R = 8.314\, \mathrm{Дж/(моль \cdot К)} \) - \( T = 298\, \mathrm{К} \) - \( K \) — константа равновесия, которую нужно найти - \(\Delta G^\circ\) — стандартная свободная энергия реакции. ### Шаг 2. Вычислим \(\Delta G^\circ\) по стандартным термодинамическим величинам. Свободная энергия реакции равна разнице стандартных свободных энергий продуктов и исходных веществ: \[ \Delta G^\circ = \sum \nu_i \Delta G_f^\circ (\text{продукты}) - \sum \nu_i \Delta G_f^\circ (\textentiенты) \] для нашей реакции: \[ \mathrm{NO_2 + SO_2 \rightleftharpoons NO + SO_3} \] получается: \[ \Delta G^\circ = [\Delta G_f^\circ (\mathrm{NO}) + \Delta G_f^\circ (\mathrm{SO_3})] - [\Delta G_f^\circ (\mathrm{NO_2}) + \Delta G_f^\circ (\mathrm{SO_2})] \] Из таблиц стандартных термодинамических данных (приведу средние значения при 25°C): | Вещество | \(\Delta G_f^\circ, \mathrm{кДж/моль}\) | |--------------|--------------------------------------| | NO\(_2\) | +51.3 | | SO\(_2\) | -68.7 | | NO | +86.6 | | SO\(_3\) | -370.4 | Подставим: \[ \Delta G^\circ = (86.6 + (-370.4)) - (51.3 + (-68.7)) \] Вычислим по шагам: \[ \Rightarrow \Delta G^\circ = (-283.8) - (-17.6) = -283.8 + 17.6 = -266.2\, \mathrm{kДж/моль} \] При переводе в джоули: \[ \Delta G^\circ = -266.200\, \mathrm{кДж/моль} \times 1000 = -266200\, \mathrm{Дж/моль} \] ### Шаг 3. Найдем константу равновесия \(K\): \[ \ln K = - \frac{\Delta G^\circ}{RT} \] Подставим числа: \[ \ln K = - \frac{-266200}{8.314 \times 298} = \frac{266200}{2477.572} \approx 107.4 \] Теперь: \[ K = e^{107.4} \] Это очень большое число, практически равное бесконечности, что говорит о сильной иоверной реакции при данных условиях. --- ### Итог: **Константа равновесия** при 25°C для реакции \( \mathrm{NO_2 + SO_2 \rightleftharpoons NO + SO_3} \): \[ \boxed{ K \approx e^{107.4} } \] Это означает, что реакция практически полностью идет в сторону образования продуктов при данной температуре.