Реакция между азотом и кислородом протекает по уравнению N2+O2=2NO-180,78 кДж. Вычислить тепловой эффект данной реакции при t=1000 С и норма...
Условие:
Реакция между азотом и кислородом протекает по уравнению N2+O2=2NO-180,78 кДж. Вычислить тепловой эффект данной реакции при t=1000 С и нормальном давлении по энтальпиям участвующих в реакции веществ. Дано: N2=31300, O2=32900, 2NO=3200.
Решение:
Для вычисления теплового эффекта реакции при заданных условиях, мы должны использовать энтальпии участвующих в реакции веществ при указанных температуре и давлении.
Для начала, нам нужно найти разницу в энтальпии между продуктами и реагентами. Для этого вычтем сумму энтальпий реагентов из суммы энтальпий продуктов:
ΔH = (2NO) - (N2 + O2)
ΔH = 3200 - (31300 + 32900) ΔH = 3200 - 64200 ΔH = -61000 кДж
Теперь мы можем вычислить тепловой эффект реакции при указанных условиях. Однако, для этого нам нужно знать энтальпию реакции при стандартных условиях (25°C и 1 атм). У нас есть энтальпия реакции при -180,78 кДж, но нам нужно пересчитать ее на стандартные условия.
Мы можем использовать уравнение Гиббса-Гельмгольца для этого:
ΔH(1000°C) = ΔH(25°C) + ΔCp(T2 - T1)
где ΔCp - разница в теплоемкости между продуктами и реагентами, T2 и T1 - температуры в Кельвинах.
Теперь нам нужно найти разницу в теплоемкости между продуктами и реагентами. Для этого вычтем сумму теплоемкостей реагентов из суммы теплоемкостей продуктов:
ΔCp = (2Cp(NO)) - (Cp(N2) + Cp(O2))
ΔCp = (2 * 3200) - (31300 + 32900) ΔCp = 6400 - 64200 ΔCp = -57800 кДж/К
Теперь мы можем использовать уравнение Гиббса-Гельмгольца для вычисления теплового эффекта реакции при стандартных условиях:
ΔH(25°C) = ΔH(1000°C) - ΔCp(T2 - T1)
ΔH(25°C) = -180,78 кДж - (-57800 кДж/К * (1000 К - 298 К)) ΔH(25°C) = -180,78 кДж - (-57800 кДж/К * 702 К) ΔH(25°C) = -180,78 кДж + 40575600 кДж ΔH(25°C) = 40575419,22 кДж
Таким образом, тепловой эффект данной реакции при t=1000°C и нормальном давлении составляет приблизительно 40575,42 кДж.