Mi a példa az endotermikus folyamat gyakorlati problémára?

Mi a példa az endotermikus folyamat gyakorlati problémára?
Anonim

HOSSZÚ VÁLASZ. Íme néhány olyan kérdés, amellyel az endotermikus folyamat problémája merülhet fel:

A következő kémiai reakciót kapja

# N_ (2 (g)) + O_ (2 (g)) -> 2NO _ ((g)) #

Adjon meg magyarázatot arra, hogy miért ez a reakció endoterm (mind fogalmi, mind matematikai);

Ez a reakció spontán 298 K?

Ha nem, milyen hőmérsékleten spontán?

Adatok: # DeltaH_f ^ @ = + 90,4 "kJ / mol" # mert #NEM# és #DeltaS _ ("reakció") = 24,7 "J / K" #

Kezdjük a matematikával, hogy kihozzuk az utat. Egy reakció úgy tűnik, hogy endotermikus, ha az entalpiában bekövetkezett változás #DeltaH _ ("reakció") #, pozitív. Ezt az entalpiában bekövetkező változást kiszámíthatjuk az adatok által nyújtott adatoktól.

# DeltaH ("reakció") = "2 mól NO" * 90,4 (kJ) / (mol) - ("1 mol" N_2) * 0 (kJ) / (mol) - ("1 mól" O2) * 0 (kJ) / (mol) #

# DeltaH ("reakció") = "2 mól NO" * 90,4 (kJ) / (mol) = 180,8 # # "# KJ

A trükk itt az volt, hogy tisztában legyünk azzal a ténnyel, hogy a formáció entalpia (#DeltaH_f ^ @ #) elemek esetében nulla.

Mivel #DeltaH _ ("reakció")> 0 #, a reakció valóban endoterm.

Fogalmi szempontból ez a reakció endotermikus, annak ellenére, hogy a kötés (közöttük) # N # és # O #) alakult; ez azért történik, mert a # # N_2 a molekulának két atomja kapcsolódik egymáshoz nagyon erős hármas kötés, ami azt jelenti több energiát meg kell szüntetni ezt a kötést, mint amennyit a #NEM# molekula képződik.

Most, hogy egy reakció spontán legyen, a jel # # DeltaG - a Gibbs szabad energiának kell lennie negatív az adott hőmérsékleten.

Ezzel a módszerrel a reakció spontaneitását határozhatjuk meg

# DeltaG ("reakció") = DeltaH ("reakció") - T * DeltaS ("reakció") #

# DeltaG ("reakció") = 180,8 * 10 ^ 3 - 298 K * 24,71 * J / K = 173,4 kJ #

A reakció ezen a hőmérsékleten nem spontán. Meg tudjuk határozni, hogy milyen hőmérsékleten kezdődik a reakció spontán #DeltaG _ ("reakció") = 0 #.

# 0 = DeltaH ("reakció") - T * DeltaS _ ("reakció") #

#T = (DeltaH ("reakció")) / (DeltaS ("reakció")) = (180,8 * 10 ^ 3) / (24,71J / K) = 7317 K #

Ez a reakció spontán lesz #7317# # "K" #.

Következésképpen az endotermikus vagy exoterm folyamatokkal kapcsolatos kérdések körül forognak # # DeltaH, # # Delták, és # # DeltaG - ha a reakció spontaneitása kérdéses.