Wat is een voorbeeld van een endotherm procesprobleem?

Wat is een voorbeeld van een endotherm procesprobleem?
Anonim

LANG ANTWOORD. Hier zijn enkele vragen die u kunt krijgen bij een endotherm procesprobleem:

U krijgt de volgende chemische reactie

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

Geef een verklaring voor waarom deze reactie endotherm is (zowel conceptueel als wiskundig);

Is deze reactie spontaan? 298 K?

Zo nee, op welke temperatuur wordt het spontaan?

Gegeven gegevens: # DeltaH_f ^ @ = +90.4 "kJ / mol" # voor #NEE# en #DeltaS _ ("reactie") = 24.7 "J / K" #

Laten we beginnen met de wiskunde om het uit de weg te ruimen. Van een reactie wordt gezegd dat deze endotherm is als zijn verandering in enthalpie, #DeltaH _ ("reactie") #, is positief. We kunnen deze verandering in enthalpie berekenen aan de hand van wat de gegevens ons verschaffen.

#DeltaH _ ("reactie") = "2 mol GEEN" * 90,4 (kJ) / (mol) - ("1 mol" N_2) * 0 (kJ) / (mol) - ("1 mol" O_2) * 0 (kJ) / (mol) #

#DeltaH _ ("reactie") = "2 mol GEEN" * 90,4 (kJ) / (mol) = 180,8 # # "KJ #

De truc hier was om je bewust te zijn van het feit dat de enthalpie van formatie (#DeltaH_f ^ @ #) voor elementen is nul.

Sinds #DeltaH _ ("reactie")> 0 #, de reactie is inderdaad endotherm.

Conceptueel is deze reactie endotherm ondanks het feit dat een binding (tussen # N # en #O#) is gevormd; dit gebeurt omdat het # N_2 # molecuul heeft zijn twee atomen samengebonden door een zeer sterke drievoudige band, wat betekent dat meer energie moet worden gezet in het verbreken van deze band dan wordt vrijgegeven wanneer de #NEE# molecuul wordt gevormd.

Nu, om een reactie spontaan te laten zijn, het teken van # DELTAG # - de Gibbs vrije energie - moet zijn negatief bij de opgegeven temperatuur.

We kunnen daarom de spontaniteit van deze reactie bepalen met behulp van

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

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

De reactie is niet spontaan bij deze temperatuur. We kunnen bepalen bij welke temperatuur de reactie spontaan begint door uit te zetten #DeltaG _ ("reactie") = 0 #.

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

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

Deze reactie wordt spontaan op #7317# # "K" #.

Als een conclusie, draaien vragen over endotherme of exotherme processen rond # DeltaH #, # DeltaS #, en # DELTAG # - als de spontaniteit van een reactie in het geding is.