Was ist ein Beispiel für ein endothermes Prozessproblem?

Was ist ein Beispiel für ein endothermes Prozessproblem?
Anonim

LANGE ANTWORT. Hier sind einige der Fragen, die Sie in einem endothermen Prozessproblem stellen könnten:

Sie erhalten die folgende chemische Reaktion

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

Erklären Sie, warum diese Reaktion endotherm ist (sowohl konzeptuell als auch mathematisch).

Ist diese Reaktion spontan an? 298 K?

Wenn nicht, bei welcher Temperatur wird es spontan?

Daten angegeben: # DeltaH_f ^ @ = +90,4 "kJ / mol" # zum #NEIN# und #DeltaS _ ("Reaktion") = 24,7 "J / K" #

Beginnen wir mit der Mathematik, um es aus dem Weg zu räumen. Eine Reaktion gilt als endotherm, wenn sich die Enthalpie ändert. #DeltaH _ ("Reaktion") #ist positiv. Wir können diese Enthalpieänderung aus den Daten berechnen, die uns zur Verfügung gestellt werden.

#DeltaH_ ("Reaktion") = "2 Mol NO" * 90,4 (kJ) / (Mol) - (1 Mol N_2) * 0 (kJ) / (Mol) - ("1 Mol O_2) * 0 (kJ) / (mol) #

#DeltaH _ ("Reaktion") = "2 Mol NO" * 90,4 (kJ) / (Mol) = 180,8 # # "kJ #

Der Trick bestand darin, sich der Tatsache bewusst zu sein, dass die Bildungsenthalpie (#DeltaH_f ^ @ #) für Elemente ist Null.

Schon seit #DeltaH _ ("Reaktion")> 0 #ist die Reaktion in der Tat endotherm.

Konzeptionell ist diese Reaktion trotz der Tatsache, dass eine Bindung (zwischen # N # und #O#) gebildet; das passiert, weil die # N_2 # Molekül hat seine zwei Atome durch a verbunden sehr starke Dreifachbindung, was bedeutet, dass mehr Energie Diese Bindung muss aufgebrochen werden, wenn sie freigegeben wird #NEIN# Molekül wird gebildet.

Damit eine Reaktion spontan sein kann, das Zeichen von # DeltaG # - die Gibbs freie Energie - muss sein Negativ bei der angegebenen Temperatur.

Wir können daher die Spontanität dieser Reaktion mithilfe von ermitteln

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

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

Die Reaktion ist bei dieser Temperatur nicht spontan. Durch Einstellen können wir feststellen, bei welcher Temperatur die Reaktion spontan beginnt #DeltaG _ ("Reaktion") = 0 #.

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

#T = (DeltaH_ ("Reaktion")) / (DeltaS_ ("Reaktion")) = (180,8 · 10 ^ 3 J) / (24,71 J / K) = 7317K #

Diese Reaktion wird spontan bei #7317# # "K" #.

Abschließend drehen sich Fragen zu endothermen oder exothermen Prozessen # DeltaH #, # DeltaS #, und # DeltaG # - wenn die Spontanität einer Reaktion in Frage kommt.