На основании табличных значений AGU обр.298 реагентов определить возможность самопроизвольного протекания реакции при стандартных условиях. Укажите знак ASo х. р. (Решение → 6192)

заказ№38755

Задание № 40в На основании табличных значений AGU обр.298 реагентов определить возможность самопроизвольного протекания реакции при стандартных условиях. Укажите знак ASo х. р. Ответ обоснуйте. в) 2NO(r) + O2(r) = 2NO2(r).

Решение:

Свободная энергия Гиббса (или просто энергия Гиббса, или потенциал Гиббса, или термодинамический потенциал в узком смысле) — это величина, показывающая изменение энергии в ходе химической реакции и дающая таким образом ответ на вопрос о принципиальной возможности протекания химической реакции; это термодинамический потенциал следующего вида: Энергию Гиббса можно понимать как полную химическую энергию системы (кристалла, жидкости и т. д.) В химических процессах одновременно действуют два противоположных фактора — энтропийный ( ) и энтальпийный ( ). Суммарный эффект этих противоположных факторов в процессах, протекающих при постоянном давлении и температуре, определяет изменение энергии Гиббса ( ): Из этого выражения следует, что , то есть некоторое количество теплоты расходуется на увеличение энтропии ( ), эта часть энергии потеряна для совершения полезной работы (рассеивается в окружающую среду в виде тепла), её часто называют связанной энергией. Другая часть теплоты ( ) может быть использована для совершения работы, поэтому энергию Гиббса часто называют также свободной энергией. Характер изменения энергии Гиббса позволяет судить о принципиальной возможности осуществления процесса. При процесс может протекать, при процесс протекать не может (иными словами, если энергия Гиббса в исходном состоянии системы больше, чем в конечном, то процесс принципиально может протекать, если наоборот — то не может). Если же , то система находится в состоянии химического равновесия. Речь идёт исключительно о принципиальной возможности протекания реакции. В реальных же условиях реакция может не начинаться и при соблюдении неравенства (по кинетическим причинам). Согласно табличным данным и уравнению реакции, вычислим энергию Гиббса реакции: ΔGp,298 = (2·ΔG°обр.298(NO2)) – (2·ΔG°обр.298(NO) + ΔG°обр.298(О2)) = (2·51.2) – (2·80.6+0) = -58.8 (кДж). Так как полученное значение ΔGp,298 ˂ 0, то процесс протекает самопроизвольно. ΔSреакции = ΔSпродуктов - ΔSисходных веществ (умноженные на коэффициенты в уравнении реакции). Энтропия газов выше, чем твердых тел и жидкостей, поэтому разность будет отрицательна: от 2 молей газа NО2 отнимем 2 моль газа NО и 1 моль газа О2, и если от меньшего отнять большее, то знак энтропии будет отрицательным, то есть она уменьшается.