Apakah satu contoh masalah amalan proses endothermic?

Apakah satu contoh masalah amalan proses endothermic?
Anonim

JAWAB SURAT. Berikut adalah beberapa soalan yang boleh anda perolehi dalam masalah proses endoterik:

Anda diberi pengisian kimia berikut

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

Berikan penjelasan mengapa reaksi ini adalah endotermik (kedua-dua konseptual, dan matematik);

Adakah tindak balas ini spontan di 298 K?

Jika tidak, pada suhu apa ia menjadi spontan?

Data yang diberikan: # DeltaH_f ^ @ = +90.4 "kJ / mol" # untuk # TIDAK # dan #DeltaS _ ("reaksi") = 24.7 "J / K" #

Mari kita mulakan dengan matematik untuk menyelesaikannya. Reaksi dikatakan endothermic jika perubahan dalam entalpi, #DeltaH _ ("tindak balas") #, adalah positif. Kita boleh mengira perubahan ini dalam entalpi daripada data yang kita berikan.

(Mol) - ("1 mol") ("2 mol NO") 90.4 (kJ) / (mol) - ("1 mol" N_2) kJ) / (mol) #

#DeltaH _ ("tindak balas") = "2 mol NO" * 90.4 (kJ) / (mol) = 180.8 # # "kJ #

Silap mata di sini adalah menyedari hakikat bahawa entalpi pembentukan (#DeltaH_f ^ @ #) untuk elemen adalah sifar.

Sejak #DeltaH _ ("reaksi")> 0 #, tindak balas ini adalah endothermic.

Secara konseptual, tindak balas ini adalah endothermic walaupun fakta bahawa suatu ikatan (antara # N # dan # O #) telah terbentuk; ini berlaku kerana # N_2 # molekul mempunyai dua atom yang diikat bersama oleh a ikatan triple sangat kuat, yang bermaksud lebih banyak tenaga mesti dimasukkan ke dalam bon ini daripada dilepaskan apabila # TIDAK # molekul terbentuk.

Sekarang, agar reaksi menjadi spontan, tanda # DeltaG # - tenaga bebas Gibbs - mestilah negatif pada suhu yang diberikan.

Oleh itu, kita boleh menentukan spontan tindak balas ini dengan menggunakan

#DeltaG _ ("tindak balas") = DeltaH _ ("tindak balas") - T * DeltaS _ ("tindak balas") #

# DeltaG _ ("reaksi") = 180.8 * 10 ^ 3 J - 298 K * 24.71 * J / K = 173.4 kJ #

Reaksi tidak spontan pada suhu ini. Kita boleh menentukan di mana suhu tindak balas mula spontan dengan penetapan #DeltaG _ ("reaksi") = 0 #.

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

#T = (DeltaH _ ("tindak balas") / / (DeltaS _ ("reaksi")) = (180.8 * 10 ^ 3 J) / (24.71J / K) = 7317K #

Tindak balas ini menjadi spontan pada #7317# # "K" #.

Sebagai kesimpulan, soalan tentang proses endotermik atau eksotermik berputar di sekitar # DeltaH #, # DeltaS #, dan # DeltaG # - Sekiranya spontan tindak balas adalah berkenaan.