Ποιο είναι το παράδειγμα ενός προβλήματος ενδοθερμικής πρακτικής διαδικασίας;

Ποιο είναι το παράδειγμα ενός προβλήματος ενδοθερμικής πρακτικής διαδικασίας;
Anonim

ΜΑΚΡΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ. Εδώ είναι μερικές από τις ερωτήσεις που θα μπορούσατε να πάρετε σε ένα ενδοθερμικό πρόβλημα διαδικασίας:

Σας δίνεται η ακόλουθη χημική αντίδραση

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

Παρέχετε μια εξήγηση για το γιατί αυτή η αντίδραση είναι ενδοθερμική (τόσο εννοιολογική όσο και μαθηματική).

Είναι αυτή η αντίδραση αυθόρμητη στο 298 Κ?

Εάν όχι, σε ποια θερμοκρασία γίνεται αυθόρμητη;

Δεδομένα που δόθηκαν: # DeltaH_f ^ @ = +90,4 "kJ / mol" # Για #ΟΧΙ# και #DeltaS _ ("αντίδραση") = 24,7 "J / K" #

Ας ξεκινήσουμε με τα μαθηματικά για να τα ξεπεράσουμε. Μια αντίδραση λέγεται ότι είναι ενδοθερμική εάν η αλλαγή της στην ενθαλπία, #DeltaH _ ("αντίδραση") #, είναι θετική. Μπορούμε να υπολογίσουμε αυτήν την αλλαγή στην ενθαλπία από αυτά που μας παρέχουν τα δεδομένα.

("1 mole" 0_2) * 0 (kJ) / (mol) - ("1 mole" kJ) / (mol) #

("Αντίδραση") = "2 γραμμομόρια ΝΟ" * 90,4 (kJ) / (mol) = 180,8 # # "kJ #

Το τέχνασμα εδώ ήταν να γνωρίζουμε το γεγονός ότι η ενθαλπία του σχηματισμού (#DeltaH_f ^ @ #) για τα στοιχεία είναι μηδέν.

Από #DeltaH _ ("αντίδραση")> 0 #, η αντίδραση είναι πράγματι ενδοθερμική.

Εννοιολογικά, αυτή η αντίδραση είναι ενδοθερμική παρά το γεγονός ότι ένας δεσμός (μεταξύ # N # και # O #) σχηματίζεται. αυτό συμβαίνει επειδή το # N_2 # το μόριο έχει τα δύο άτομα δεσμευμένα μεταξύ τους από το a πολύ ισχυρό τριπλό δεσμό, το οποίο σημαίνει ότι περισσότερη ενέργεια πρέπει να τεθεί σε διάσπαση αυτού του δεσμού από ότι απελευθερώνεται όταν το #ΟΧΙ# σχηματίζεται ένα μόριο.

Τώρα, για να είναι μια αντίδραση να είναι αυθόρμητη, το σημάδι του # DeltaG # - η ελεύθερη ενέργεια του Gibbs - πρέπει να είναι αρνητικός σε δεδομένη θερμοκρασία.

Επομένως, μπορούμε να προσδιορίσουμε τον αυθορμητισμό αυτής της αντίδρασης χρησιμοποιώντας

("Αντίδραση") = DeltaH ("αντίδραση") - Τ * DeltaS (αντίδραση)

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

Η αντίδραση δεν είναι αυθόρμητη σε αυτή τη θερμοκρασία. Μπορούμε να προσδιορίσουμε σε ποια θερμοκρασία η αντίδραση αρχίζει να είναι αυθόρμητη ρυθμίζοντας #DeltaG _ ("αντίδραση") = 0 #.

# 0 = DeltaH ("αντίδραση") - Τ * DeltaS ("αντίδραση") #

(= "Αντίδραση")) / (DeltaS ("αντίδραση")) / (DeltaS ("αντίδραση")) = (73.8K)

Αυτή η αντίδραση γίνεται αυθόρμητη στο #7317# #"Κ"#.

Συμπερασματικά, ερωτήματα σχετικά με ενδοθερμικές ή εξωθερμικές διαδικασίες περιστρέφονται γύρω # DeltaH #, # DeltaS #, και # DeltaG # - εάν αμφισβητείται ο αυθορμητισμός της αντίδρασης.