Каковы значения rg 0 для реакции n2 + o2 = 2no при различных температурах: 1000, 2000, 3000, 5000 и 1 с? Какой график

Тема занятия: Расчет значений ΔrG° и график зависимости ΔrG° от температуры

Описание: Для расчета величин ΔrG°, связанных с энергетической свободой Гиббса, мы можем использовать уравнение Гиббса-Гельмгольца, которое имеет вид: ΔrG° = ΔH° - TΔS°, где ΔH° - это энтальпия реакции, ΔS° - изменение энтропии реакции, T - абсолютная температура в Кельвинах.

Для данной реакции n2 + o2 = 2no известны следующие значения ΔH° и ΔS°. Поэтому мы можем использовать эти данные для расчета ΔrG° при различных температурах.

Когда температура указывается в градусах Цельсия, нужно предварительно перевести ее в Кельвины, добавив 273.

После расчета значений ΔrG° для каждой заданной температуры, мы можем построить график зависимости ΔrG° от температуры. Если график показывает негативный наклон (уменьшение ΔrG° с увеличением температуры), то реакция может протекать самопроизвольно при той температуре, где ΔrG° становится меньше нуля.

Пример:
У нас есть реакция: n2 + o2 = 2no. И известны следующие значения для ΔH° и ΔS°:
ΔH° = 180 kJ/mol
ΔS° = 260 J/(mol*K)

Давайте рассчитаем значения ΔrG° при различных температурах: 1000, 2000, 3000, 5000 и 1 °C.

1. Перевод температуры из °C в Кельвины:
1 °C + 273 = 274 K

2. Расчет ΔrG° с использованием уравнения Гиббса-Гельмгольца:
ΔrG° = ΔH° - TΔS°

a) При температуре 1000 K:
ΔrG° = 180 kJ/mol - (1000 K * 260 J/(mol*K))
ΔrG° = 180 kJ/mol - 260 kJ/mol
ΔrG° = -80 kJ/mol

b) При температуре 2000 K:
ΔrG° = 180 kJ/mol - (2000 K * 260 J/(mol*K))
ΔrG° = 180 kJ/mol - 520 kJ/mol
ΔrG° = -340 kJ/mol

c) При температуре 3000 K:
ΔrG° = 180 kJ/mol - (3000 K * 260 J/(mol*K))
ΔrG° = 180 kJ/mol - 780 kJ/mol
ΔrG° = -600 kJ/mol

d) При температуре 5000 K:
ΔrG° = 180 kJ/mol - (5000 K * 260 J/(mol*K))
ΔrG° = 180 kJ/mol - 1300 kJ/mol
ΔrG° = -1120 kJ/mol

e) При температуре 274 K (1 °C):
ΔrG° = 180 kJ/mol - (274 K * 260 J/(mol*K))
ΔrG° = 180 kJ/mol - 71140 J/mol
ΔrG° = -70960 J/mol

3. Построение графика зависимости ΔrG° от температуры:
График должен показывать негативный наклон, уменьшение ΔrG° с увеличением температуры. Самопроизвольная реакция будет возможна, когда ΔrG° станет меньше нуля.

Совет: Для лучшего понимания темы, рекомендуется ознакомиться с основными принципами энергетической свободы Гиббса и уравнением Гиббса-Гельмгольца. Также полезно понять, что отрицательное значение ΔrG° означает, что реакция может протекать самопроизвольно.

Задание: Рассчитайте значение ΔrG° для реакции n2 + o2 = 2no при температуре 4000 K. Показывает ли это значение, что реакция может протекать самопроизвольно или нет?