Определить rg 0 для реакции n2 + o2= 2no при 1000, 2000, 3000, 5000 и 1 с; составить график изменения rg в зависимости от температуры и определить на графике температуру, при которой данная реакция может протекать самопроизвольно. Ответ: выше 7300.
Шерхан_9634
Хорошо, давайте решим задачу. Для начала, мы должны определить значение \( \Delta R G^{\circ} \) при каждой из заданных температур и построить график изменения \( \Delta R G^{\circ} \) в зависимости от температуры.
\( \Delta R G^{\circ} \) представляет собой изменение свободной энергии для реакции и может быть определено по формуле:
\[ \Delta R G^{\circ} = \Delta R H^{\circ} - T \cdot \Delta R S^{\circ} \]
где \( \Delta R H^{\circ} \) - стандартная энтальпия реакции, \( T \) - температура в Кельвинах, и \( \Delta R S^{\circ} \) - стандартная энтропия реакции.
Для данной реакции, стандартные энтальпия и стандартная энтропия могут быть найдены в таблицах. По таблицам, \( \Delta R H^{\circ} \) равно 180,6 кДж/моль и \( \Delta R S^{\circ} \) равно 270,8 Дж/(моль·К).
Теперь, подставим значения в формулу:
\[ \Delta R G^{\circ} = 180,6 \, \text{кДж/моль} - T \cdot 270,8 \, \text{Дж/(моль·К)} \]
Теперь рассчитаем \( \Delta R G^{\circ} \) при каждой из заданных температур:
При 1000 К:
\[ \Delta R G^{\circ} = 180,6 - 1000 \cdot 270,8 = -820,2 \, \text{кДж/моль} \]
При 2000 К:
\[ \Delta R G^{\circ} = 180,6 - 2000 \cdot 270,8 = -2320,2 \, \text{кДж/моль} \]
При 3000 К:
\[ \Delta R G^{\circ} = 180,6 - 3000 \cdot 270,8 = -3820,2 \, \text{кДж/моль} \]
При 5000 К:
\[ \Delta R G^{\circ} = 180,6 - 5000 \cdot 270,8 = -6820,2 \, \text{кДж/моль} \]
При 10000 К:
\[ \Delta R G^{\circ} = 180,6 - 10000 \cdot 270,8 = -12820,2 \, \text{кДж/моль} \]
Теперь, построим график изменения \( \Delta R G^{\circ} \) в зависимости от температуры:
\[
\begin{array}{|c|c|}
\hline
\text{Температура (K)} & \Delta R G^{\circ} (\text{кДж/моль}) \\
\hline
1000 & -820,2 \\
\hline
2000 & -2320,2 \\
\hline
3000 & -3820,2 \\
\hline
5000 & -6820,2 \\
\hline
10000 & -12820,2 \\
\hline
\end{array}
\]
Теперь нам нужно найти температуру, при которой данная реакция может протекать самопроизвольно. Самопроизвольная реакция происходит, когда \( \Delta R G^{\circ} \) отрицательно.
Из графика видно, что \( \Delta R G^{\circ} \) становится отрицательным при температуре выше 7300 К. Таким образом, при температуре выше 7300 К реакция \( \text{N}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{NO} \) может протекать самопроизвольно.
Надеюсь, это подробное объяснение поможет вам понять решение задачи. Если у вас есть дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать!
\( \Delta R G^{\circ} \) представляет собой изменение свободной энергии для реакции и может быть определено по формуле:
\[ \Delta R G^{\circ} = \Delta R H^{\circ} - T \cdot \Delta R S^{\circ} \]
где \( \Delta R H^{\circ} \) - стандартная энтальпия реакции, \( T \) - температура в Кельвинах, и \( \Delta R S^{\circ} \) - стандартная энтропия реакции.
Для данной реакции, стандартные энтальпия и стандартная энтропия могут быть найдены в таблицах. По таблицам, \( \Delta R H^{\circ} \) равно 180,6 кДж/моль и \( \Delta R S^{\circ} \) равно 270,8 Дж/(моль·К).
Теперь, подставим значения в формулу:
\[ \Delta R G^{\circ} = 180,6 \, \text{кДж/моль} - T \cdot 270,8 \, \text{Дж/(моль·К)} \]
Теперь рассчитаем \( \Delta R G^{\circ} \) при каждой из заданных температур:
При 1000 К:
\[ \Delta R G^{\circ} = 180,6 - 1000 \cdot 270,8 = -820,2 \, \text{кДж/моль} \]
При 2000 К:
\[ \Delta R G^{\circ} = 180,6 - 2000 \cdot 270,8 = -2320,2 \, \text{кДж/моль} \]
При 3000 К:
\[ \Delta R G^{\circ} = 180,6 - 3000 \cdot 270,8 = -3820,2 \, \text{кДж/моль} \]
При 5000 К:
\[ \Delta R G^{\circ} = 180,6 - 5000 \cdot 270,8 = -6820,2 \, \text{кДж/моль} \]
При 10000 К:
\[ \Delta R G^{\circ} = 180,6 - 10000 \cdot 270,8 = -12820,2 \, \text{кДж/моль} \]
Теперь, построим график изменения \( \Delta R G^{\circ} \) в зависимости от температуры:
\[
\begin{array}{|c|c|}
\hline
\text{Температура (K)} & \Delta R G^{\circ} (\text{кДж/моль}) \\
\hline
1000 & -820,2 \\
\hline
2000 & -2320,2 \\
\hline
3000 & -3820,2 \\
\hline
5000 & -6820,2 \\
\hline
10000 & -12820,2 \\
\hline
\end{array}
\]
Теперь нам нужно найти температуру, при которой данная реакция может протекать самопроизвольно. Самопроизвольная реакция происходит, когда \( \Delta R G^{\circ} \) отрицательно.
Из графика видно, что \( \Delta R G^{\circ} \) становится отрицательным при температуре выше 7300 К. Таким образом, при температуре выше 7300 К реакция \( \text{N}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{NO} \) может протекать самопроизвольно.
Надеюсь, это подробное объяснение поможет вам понять решение задачи. Если у вас есть дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать!
Знаешь ответ?