Найдите значение теплового эффекта реакции ∆Н, изменение энтропии ∆S и изменение изобарно-изотермического потенциала

Для начала, нам необходимо найти значение теплового эффекта реакции ∆Н. Для этого нам понадобятся тепловые эффекты образования каждого вещества, входящего в уравнение реакции. Обозначим эти эффекты как ∆Нf.

Тепловой эффект образования H2S(г) равен -20,6 кДж/моль, тепловой эффект образования О2(г) равен 0 кДж/моль, тепловой эффект образования SO2(г) равен -296,8 кДж/моль, а тепловой эффект образования Н2О равен -285,8 кДж/моль.

Теперь, используя данные о тепловых эффектах образования, мы можем вычислить значение теплового эффекта реакции ∆Н по формуле:

∆Н = Σ(∆Нf продуктов) - Σ(∆Нf реагентов)

∆Н = [2∆Нf(SO2) + 2∆Нf(Н2О)] - [2∆Нf(H2S) + 3∆Нf(О2)]

∆Н = [2*(-296,8) + 2*(-285,8)] - [2*(-20,6) + 3*0]

∆Н = -593,6 - (-41,2)

∆Н = -593,6 + 41,2 = -552,4 кДж

Теперь перейдем к нахождению изменения энтропии ∆S. Изменение энтропии можно вычислить по формуле:

∆S = Σ(S продуктов) - Σ(S реагентов)

Нахождение значений энтропии для каждого вещества требует дополнительных данных, которых у нас, к сожалению, нет. Поэтому без подробных данных о таблице значений энтропии веществ мы не можем найти точное значение ∆S.

Теперь перейдем к нахождению изменения изобарно-изотермического потенциала ∆G при температуре 298 К. Он может быть найден по формуле:

∆G = ∆H - T∆S

Где ∆H - тепловой эффект реакции (∆Н), T - температура (в Кельвинах), ∆S - изменение энтропии.

Подставляя значения, которые мы уже нашли:

∆G = -552,4 кДж - 298 К * ∆S

Так как нам неизвестно точное значение ∆S, мы не можем найти точное значение изменения изобарно-изотермического потенциала ∆G.

Перейдем к первому вопросу. Чтобы определить, относится ли эта реакция к экзотермическим или эндотермическим процессам, нам нужно проанализировать значение теплового эффекта ∆Н. В данном случае, поскольку значение ∆Н равно отрицательной величине (-552,4 кДж), это указывает на экзотермическую реакцию. То есть, реакция выделяет тепло, и следовательно, является экзотермической.

Перейдем ко второму вопросу. Чтобы определить, протекает ли реакция самопроизвольно в стандартных условиях, нам нужно проанализировать значение изменения изобарно-изотермического потенциала ∆G. Так как мы не можем определить точное значение ∆G без информации об изменении энтропии ∆S, мы не можем дать точный ответ на этот вопрос.

Наконец, вопрос о скорости прямой реакции и ее изменении при увеличении концентрации газообразных исходных веществ в 3 раза. Для выражения скорости прямой реакции в соответствии с законом действующих масс, мы можем использовать следующую формулу:

v = k[H2S]^2[O2]^3

где v - скорость реакции, k - постоянная скорости реакции, [H2S] - концентрация H2S, [O2] - концентрация O2.

Если увеличить концентрацию каждого исходного газообразного вещества в 3 раза, мы можем предположить, что новые концентрации будут равными: [H2S] = 3[H2S]_0 и [O2] = 3[O2]_0 (где [H2S]_0 и [O2]_0 - исходные концентрации).

Тогда, новая скорость реакции будет:

v" = k(3[H2S]_0)^2(3[O2]_0)^3

= k * 9[H2S]_0^2 * 27[O2]_0^3

= 243 * (k[H2S]_0^2[O2]_0^3)

Таким образом, скорость реакции увеличится в 243 раза, если концентрации газообразных исходных веществ увеличатся в 3 раза.