В
Все
М
Математика
О
ОБЖ
У
Українська мова
Д
Другие предметы
Х
Химия
М
Музыка
Н
Немецкий язык
Б
Беларуская мова
Э
Экономика
Ф
Физика
Б
Биология
О
Окружающий мир
Р
Русский язык
У
Українська література
Ф
Французский язык
П
Психология
А
Алгебра
О
Обществознание
М
МХК
В
Видео-ответы
Г
География
П
Право
Г
Геометрия
А
Английский язык
И
Информатика
Қ
Қазақ тiлi
Л
Литература
И
История
mironova0
mironova0
13.08.2022 02:04 •  Химия

Вычислить энергию Гиббса в реакции: 2NH3(г) + 5/2 O2(г) = 2NO(г) + 3Н2О(ж). Определить принципиальную возможность её протекания при стандартных условиях и при 500 С.

Показать ответ
Ответ:
ivanalekseev20033
ivanalekseev20033
24.12.2023 22:28
Добрый день! Для начала давайте разберемся, что такое энергия Гиббса и что она означает для реакций.

Энергия Гиббса (G) - это функция состояния системы, которая описывает ее свободную энергию (энергию, которая доступна для совершения работы) и предсказывает направление и возможность протекания химической реакции.

Для того чтобы вычислить энергию Гиббса реакции, нам необходимо использовать таблицы стандартных энергий связей. Но перед этим мы должны проверить, как сбалансирована данная химическая реакция.

2NH3(г) + 5/2 O2(г) = 2NO(г) + 3Н2О(ж)

После балансировки реакция будет выглядеть так:

4NH3(г) + 5O2(г) = 4NO(г) + 6Н2О(ж)

Теперь, для вычисления энергии Гиббса, нам необходимо знать стандартные энергии связей веществ, участвующих в реакции. Рассмотрим таблицу стандартных энергий связей:

NH3: -46,11 кДж/моль
O2: 0 кДж/моль
NO: 90,25 кДж/моль
H2O: -241,82 кДж/моль

Теперь мы можем вычислить энергию Гиббса реакции. Для этого необходимо умножить количество продуктов на их стандартные энергии связей и вычесть из этой суммы произведение количества реагентов на их стандартные энергии связей. Отметим, что в данном случае мы имеем 2 моль NH3 и 5/2 моль O2, поэтому нам необходимо поделить стандартную энергию связей O2 на 2 перед умножением. Имея в виду эти особенности, вычислим энергию Гиббса:

ΔG = (4 * 90,25 + 6 * (-241,82)) - (4 * (-46,11) + 5/2 * 0)
= (361 + (-1450,92)) - (-184,44 + 0)
= (-1089,92) - (-184,44)
= -905,48 кДж/моль

Теперь перейдем ко второй части вопроса - определению принципиальной возможности реакции при стандартных условиях и при 500°C.

При стандартных условиях для реакции энергия Гиббса является показателем спонтанности реакции. Если энергия Гиббса отрицательна (как в нашем случае), то реакция протекает спонтанно и может быть осуществлена без добавления энергии извне. Следовательно, данная реакция возможна при стандартных условиях.

Однако, при температуре 500°C условия стандартные не являются. Данная реакция происходит при пониженной температуре, поэтому нам необходимо учесть изменение энергии Гиббса с изменением температуры. Для этого нам понадобится использовать уравнение Гиббса-Гельмгольца:

ΔG = ΔH - TΔS

где ΔH - изменение энтальпии, ΔS - изменение энтропии, T - температура в Кельвинах.

Для нашей реакции у нас нет данных об изменении энтропии, поэтому будем считать, что она не зависит от температуры. Тогда уравнение Гиббса-Гельмгольца сводится к:

ΔG = ΔH - TΔS = ΔH

Теперь узнаем изменение энтальпии. Мы можем использовать таблицу стандартных энтальпий образования для веществ, участвующих в реакции:

NH3: -46,19 кДж/моль
O2: 0 кДж/моль
NO: 90,29 кДж/моль
H2O: -285,83 кДж/моль

ΔH = (4 * 90,29 + 6 * (-285,83)) - (4 * (-46,19) + 5/2 * 0)
= (361,16 + (-1714,98)) - (-184,76 + 0)
= (-1353,82) - (-184,76)
= -1169,06 кДж/моль

Теперь можем подставить значение изменения энтальпии в уравнение Гиббса-Гельмгольца:

ΔG = ΔH = -1169,06 кДж/моль

Если это значение отрицательное, то реакция будет протекать спонтанно. Теперь, когда мы знаем значение энергии Гиббса, мы можем сделать вывод о возможности протекания реакции при 500°C при условии, что изменение энтропии не зависит от температуры.

Надеюсь, что это разъяснение было подробным и понятным для вас. Если у вас есть еще вопросы или нужно что-то еще объяснить, пожалуйста, сообщите!
0,0(0 оценок)
Популярные вопросы: Химия
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota Оформи подписку
logo
Начни делиться знаниями
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси ai-бота