Què és un exemple de problema de pràctica de processos endotèrmics?

Què és un exemple de problema de pràctica de processos endotèrmics?
Anonim

RESPOSTA LLARGA. A continuació, s’indiquen algunes de les preguntes que podreu tenir en un problema del procés endotèrmic:

Se li dóna la següent opció química

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

Proporcioneu una explicació de per què aquesta reacció és endotèrmica (tant conceptual com matemàtica);

Aquesta reacció és espontània a 298 K?

Si no, a quina temperatura esdevé espontània?

Dades donades: # DeltaH_f ^ @ = +90.4 "kJ / mol" # per #NO# i #DeltaS _ ("reacció") = 24,7 "J / K" #

Comencem amb les matemàtiques per sortir del camí. Es diu que una reacció és endotèrmica si canvia en entalpia, #DeltaH _ ("reacció") #, és positiu. Podem calcular aquest canvi d'entalpia des del que ens proporcionen les dades.

#DeltaH _ ("reacció") = "2 mol NO" * 90,4 (kJ) / (mol) - ("1 mol" N_2) * 0 (kJ) / (mol) - ("1 mol" O_2) * 0 (kJ) / (mol) #

#DeltaH _ ("reacció") = "2 mols NO" * 90,4 (kJ) / (mol) = 180,8 # # "kJ #

El truc aquí era ser conscients del fet que l’entalpia de la formació (#DeltaH_f ^ @ #) per als elements és zero.

Des de #DeltaH _ ("reacció")> 0 #, la reacció és de fet endotèrmica.

Conceptualment, aquesta reacció és endotèrmica tot i que hi ha un enllaç (entre # N i # O #) està format; això passa perquè el # N_2 # la molècula té els seus dos àtoms units per una triple enllaç molt fort, el que significa que més energia s’ha de posar en ruptura d’aquest enllaç que alliberat quan el #NO# es forma la molècula.

Ara, per tal que la reacció sigui espontània, el signe de # DeltaG # - l’energia lliure de Gibbs ha de ser negatiu a la temperatura donada.

Per tant, podem determinar l'espontaneïtat d'aquesta reacció utilitzant

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

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

La reacció no és espontània a aquesta temperatura. Podem determinar a quina temperatura s’estableix la reacció espontània #DeltaG _ ("reacció") = 0.

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

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

Aquesta reacció es fa espontània a #7317# # "K" #.

Com a conclusió, les preguntes sobre processos endotèrmics o exotèrmics giren al voltant # DeltaH #, # DeltaS #, i # DeltaG # - si es tracta d’una espontaneïtat d’una reacció.