1. Определите, является ли реакция конверсии парового метана в газовой фазе при стандартных условиях экзотермической

Сэр_5506

14

Хорошо, давайте по очереди решим каждую задачу.

1. Для определения типа реакции (экзотермической или эндотермической) необходимо вычислить тепловой эффект реакции. Тепловой эффект можно рассчитать, зная связанные с образованием или разрушением химических связей энергии.

В данном случае мы имеем реакцию конверсии парового метана: CH4 (г.) + H2O (г.) = CO (г.) + 3 H2 (г.)

Чтобы решить задачу, нам понадобятся значения стандартных тепловых образований для каждого вещества в реакции. Стандартное тепловое образование - это тепловой эффект, связанный с образованием одного моля вещества из его элементарных составляющих в стандартных условиях (25°C и 1 атм давления).

Значения стандартных тепловых образований (в кДж/моль) для данной реакции:

CH4 (г.) = -74.81
H2O (г.) = -241.83
CO (г.) = -110.53
H2 (г.) = 0

Тепловой эффект реакции вычисляется как сумма стандартных тепловых образований продуктов минус сумма стандартных тепловых образований реагентов:

Тепловой эффект = (Сумма стандартных тепловых образований продуктов) - (Сумма стандартных тепловых образований реагентов)

Теперь подставим значения:

Тепловой эффект = (-110.53 + 3*(0)) - (-74.81 - 241.83) = -110.53 + 74.81 + 241.83 = 205.11 кДж/моль

Поскольку тепловой эффект положителен (больше нуля), то реакция конверсии парового метана в газовой фазе при стандартных условиях является экзотермической. Это означает, что реакция выделяет тепло.

2. Теперь рассчитаем тепловой эффект реакции восстановления оксида меди(II) водородом. Зная полученную теплоту (7,9 кДж) и продукты реакции (металлическая медь и пар воды), мы можем определить тепловой эффект.

Уравнение реакции: CuO (тв.) + H2 (г.) = Cu (тв.) + H2O (г.)

Значения стандартных тепловых образований (в кДж/моль) для данной реакции:

CuO (тв.) = -157.3
H2 (г.) = 0
Cu (тв.) = 0
H2O (г.) = -241.83

Тепловой эффект реакции вычисляется по той же формуле:

Тепловой эффект = (Сумма стандартных тепловых образований продуктов) - (Сумма стандартных тепловых образований реагентов)

Теперь подставим значения:

Тепловой эффект = (0 + (-241.83)) - (-157.3 + 0) = -241.83 + 157.3 = -84.53 кДж/моль

Так как полученный тепловой эффект отрицателен (меньше нуля), реакция восстановления оксида меди(II) водородом приобретает теплоэнергию, то есть является эндотермической.

Надеюсь, это объяснение помогло вам понять задачу. Если у вас возникнут дальнейшие вопросы, не стесняйтесь спрашивать!