Какие причины могут быть указаны для объяснения невозможности экзотермической реакции при стандартных условиях: Н2(г

Невозможность экзотермической реакции: объяснение и расчет ΔG0298

Описание:

Для определения возможности реакции при стандартных условиях, необходимо рассмотреть изменение свободной энергии Гиббса (ΔG). ΔG0298 - это изменение свободной энергии Гиббса при 298 K (25 °C) и стандартных давлениях.

Прежде чем рассчитать ΔG0298, давайте рассмотрим условия, при которых реакция может быть экзотермической (освобождает энергию):
1. ΔН - изменение энтальпии реакции: отрицательное значение может указывать на экзотермическую реакцию (реакция, при которой выделяется тепло).
2. ΔS - изменение энтропии реакции: положительное значение может указывать на экзотермическую реакцию (реакция, при которой возрастает движение частиц и повышается степень хаоса системы).

ΔG0298 можно рассчитать с использованием уравнения свободной энергии Гиббса:
ΔG0298 = ΔH0298 - TΔS0298,

где ΔH0298 - изменение энтальпии при 298 K, T - температура в Кельвинах (в данном случае 298 K), ΔS0298 - изменение энтропии при 298 K.

Решение:

Задано, что ΔH = 2,85 кДж. Обозначим ΔH0298.

Табличное значение для ΔS для реакций можно найти в химических справочниках и решебниках. Обозначим ΔS0298.

Таким образом, с использованием значений ΔH0298 и ΔS0298, можно рассчитать ΔG0298 по формуле:

ΔG0298 = ΔH0298 - TΔS0298,

ΔG0298 = 2,85 кДж - (298 K) * ΔS0298.

Совет:

Для лучшего понимания концепции изменения свободной энергии Гиббса и возможности реакций, рекомендуется ознакомиться с основными принципами термодинамики и изучить другие примеры рассчета ΔG.

Дополнительное задание:

Рассчитайте ΔG0298 для реакции 2CH4(г) + O2(г) = 2CO2(г) + 2H2О(ж) при известных значениях ΔH0298 = -802 кДж и ΔS0298 = -392 Дж/(K·моль).