Question

Вычислите стандартные изменения (при 298 K) энтальпии, энтропии и свободной энергии Гиббса реакции, приведенной в задаче. Является реакция экзо- или эндотермической? Чем объясняется характер изменения энтропии? Возможно ли самопроизвольное протекание этой реакции в стандартных условиях? 2NO(г) + H2(г) = N2O(г) + H2O(г).

Answer 1

Решение представлен в этом документе:

Решено от: $DK954$

Answer 2

Для вычисления стандартных изменений энтальпии (ΔH), энтропии (ΔS) и свободной энергии Гиббса (ΔG) реакции, мы можем использовать следующие формулы:

ΔG = ΔH - TΔS

где ΔG - свободная энергия Гиббса, ΔH - изменение энтальпии, ΔS - изменение энтропии, T - температура в Кельвинах.

Для реакции 2NO(г) + H2(г) = N2O(г) + H2O(г), нам необходимо знать значения ΔH и ΔS для каждего из компонентов и используем следующие данные:

ΔH(N2O) = -41.2 кДж/моль ΔH(H2O) = -241.8 кДж/моль ΔH(NO) = 90.4 кДж/моль ΔH(H2) = 0 кДж/моль

ΔS(N2O) = 219.6 Дж/(моль·К) ΔS(H2O) = 188.8 Дж/(моль·К) ΔS(NO) = 210.8 Дж/(моль·К) ΔS(H2) = 130.6 Дж/(моль·К)

Подставим значения в формулу для вычисления ΔG:

ΔG = (-41.2 + (-241.8)) - 298 * (219.6 + 188.8 - 2 * 210.8 - 130.6)

Вычислим:

ΔG = -282.8 - 298 * (-21.2)

ΔG = -282.8 + 6305.6

ΔG = 6022.8 кДж/моль

Теперь мы можем ответить на вопрос о характере реакции. Если ΔG отрицательно, то реакция является экзоэндотермической, то есть выделяется тепло. В нашем случае ΔG положительное значение (6022.8 кДж/моль), поэтому реакция является эндотермической, то есть поглощает тепло.

Изменение энтропии (ΔS) для данной реакции положительно. Это объясняется тем, что в процессе реакции количество молекул газа увеличивается, что приводит к увеличению хаотичности системы и, следовательно, к увеличению энтропии.

Так как ΔG положительное, реакция не протекает самопроизвольно в стандартных условиях (температура 298 K, давление 1 атм). Для протекания реакции самопроизвольно, ΔG должно быть отрицательным.