Почему при обычных условиях невозможна экзотермическая реакция: н2(г) + сг2(г) = со(г) + н2о(ж); δн = 2,85 кдж?

Baska

8

Для решения данной задачи, давайте разберемся с терминами и концепциями, которые мы будем использовать.

Экзотермическая реакция относится к реакциям, в ходе которых выделяется теплота, что означает, что реакция освобождает энергию в форме тепла. В нашем случае, реакция н2(г) + сг2(г) = со(г) + н2о(ж) должна быть экзотермической, то есть выделять теплоту.

Однако, в условиях "обычных условий" (которые, предположительно, подразумевают комнатную температуру и давление), данная реакция невозможна. Это обусловлено тем, что образование жидкой воды (н2о(ж)) в ходе реакции требует больше энергии, чем выделяется при образовании газообразного продукта (со(г)).

Теперь, чтобы определить δg0298 (изменение свободной энергии при температуре 298K) этой реакции, нам понадобятся данные о тепловом эффекте реакции и абсолютных стандартных энтропиях соответствующих веществ.

Тепловой эффект реакции (δн) равен 2,85 кДж. Он представляет собой изменение энергии, выделяемой или поглощаемой в ходе реакции.

Абсолютная стандартная энтропия (S°) - это мера беспорядка или хаоса вещества при заданной температуре и давлении. Нам понадобятся данные об абсолютных стандартных энтропиях н2(г), сг2(г), со(г) и н2о(ж).

Известно, что изменение свободной энергии (δg) связано с изменением энтропии (δs) и изменением энергии (δн) по следующему уравнению:

\[\delta G = \delta H - T \cdot \delta S\],

где \(\delta G\) - изменение свободной энергии,
\(\delta H\) - изменение энергии,
\(\delta S\) - изменение энтропии,
\(T\) - температура в Кельвинах.

Для того, чтобы определить δg0298, мы можем использовать следующие формулы:

\[\delta G° = \delta H° - T \cdot \delta S°\],
\[\delta G° = \delta G°(298K) = \delta G - \delta H°(298K) + T \cdot \delta S°(298K)\],

где \(\delta H°\) и \(\delta S°\) - стандартные энтальпия и энтропия.

Теперь нам нужно найти значения стандартных энтальпий (\(\delta H°\)) и стандартных энтропий (\(\delta S°\)) для рассматриваемых веществ.

К сожалению, мне не доступны прямые данные о стандартных энталпиях и энтропиях для н2(г), сг2(г), со(г) и н2о(ж). Однако, если у вас есть эти данные, вы можете использовать их для расчета данной задачи, используя приведенные формулы.

Обратите внимание, что значения стандартных энтальпий и энтропий могут быть разными для различных источников. Таким образом, для более точного расчета, рекомендуется использовать физические и химические справочники или надежные источники данных.

Надеюсь, это объяснение помогло вам лучше понять, почему при обычных условиях невозможна экзотермическая реакция, и дало вам основы для определения δg0298 при наличии соответствующих данных. Если у вас есть другие вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать.