Co je příkladem problému endotermního procesu?

DLOUHÁ ODPOVĚĎ. Zde jsou některé z otázek, s nimiž se můžete setkat v endotermickém procesu:

Dostanete následující chemickou reakci

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

Poskytněte vysvětlení, proč je tato reakce endotermní (koncepční i matematická);

Je tato reakce spontánní 298 K?

Pokud ne, při jaké teplotě se stane spontánní?

Uvedená data: # DeltaH_f ^ @ = +90,4 "kJ / mol" # pro #NE# a #DeltaS _ ("reakce") = 24,7 "J / K" #

Začněme s matematikou, abychom to dostali z cesty. Říká se, že reakce je endotermní, pokud její změna entalpie, #DeltaH _ ("reakce") #, je pozitivní. Tuto změnu entalpie můžeme vypočítat z toho, co nám data poskytují.

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

#DeltaH ("reakce") = "2 moly NO" * 90,4 (kJ) / (mol) = 180,8 # # "kJ #

Trikem zde bylo být si vědom skutečnosti, že entalpie formace (#DeltaH_f ^ @ #) pro prvky je nula.

Od té doby #DeltaH _ ("reakce")> 0 #reakce je skutečně endotermní.

Koncepčně je tato reakce endotermní navzdory skutečnosti, že vazba (mezi # N # a #Ó#); to se děje proto, že # N_2 # molekula má dva atomy vázané dohromady velmi silná trojná vazba, což znamená, že více energie musí být uveden do rozbití této vazby, než je uvolněn, když #NE# molekula.

Aby byla reakce spontánní, znaménko # DeltaG # - Gibbsova volná energie - musí být negativní při dané teplotě.

Můžeme tedy určit spontánnost této reakce pomocí

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

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

Reakce není spontánní při této teplotě. Můžeme určit, při jaké teplotě začne reakce spontánně nastavením #DeltaG _ ("reakce") = 0 #.

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

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

Tato reakce se stává spontánní #7317# # "K" #.

Závěrem jsou otázky týkající se endotermních nebo exotermických procesů # DeltaH #, # DeltaS #, a # DeltaG # - pokud jde o spontánnost reakce.