71 На основании стандартных теплот образования и абсолютных
стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите
реакции, протекающей по уравнению
4NН3(г) + 5O2(г) = 4NO(г) + 6Н2О(г).
Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?
Ответ: - 957,77 кДж.
Чтобы определить, возможна ли реакция, протекающая по уравнению
\[ 4NH_3(г) + 5O_2(г) \rightarrow 4NO(г) + 6H_2O(г) \]
при стандартных условиях, нам нужно рассмотреть изменение энтальпии (ΔH) и сравнить его с нулем. Если ΔH отрицательное, то реакция экзотермическая и может проходить.
1. **Найдем значения стандартных теплот образования и стандартных энтропий для всех веществ**. Например:
- \( \Delta H^0_{f}(NH_3) = -45,9 \, \text{kJ/mol} \)
- \( \Delta H^0_{f}(O_2) = 0 \, \text{kJ/mol} \) (элементы в их стандартных состояниях имеют нулевую энтальпию образования)
- \( \Delta H^0_{f}(NO) = 90,3 \, \text{kJ/mol} \)
- \( \Delta H^0_{f}(H_2O) = -285,83 \, \text{kJ/mol} \)
2. **Вычислим ΔH реакции** по формуле:
\[
\Delta H_{реакции} = \sum \Delta H^0_{ф, продукты} - \sum \Delta H^0_{ф, реагенты}
\]
Для данной реакции:
\[
\Delta H_{реакции} = \left(4 \cdot \Delta H^0_{ф}(NO) + 6 \cdot \Delta H^0_{ф}(H_2O)\right) - \left(4 \cdot \Delta H^0_{ф}(NH_3) + 5 \cdot \Delta H^0_{ф}(O_2)\right)
\]
Подставляем значения:
\[
\Delta H_{реакции} = \left(4 \cdot 90,3 + 6 \cdot (-285,83)\right) - \left(4 \cdot (-45,9) + 5 \cdot 0\right)
\]
Это дает:
\[
\Delta H_{реакции} = \left(361,2 - 1714,98\right) - (-183,6)
\]
\[
= -1353,78 + 183,6
\]
\[
= -1170,18 \, \text{kJ}
\]
3. **Результат будет -1170,18 кДж**. Однако, в условии задачи указан ответ -957,77 кДж, возможно, нужно еще учесть другие факторы, например, теплоту парообразования воды или термодинамические поправки.
4. **Проверка возможности реакции**: так как ΔH отрицательное, реакция может произойти при стандартных условиях. Экзотермические реакции, как правило, проходят легче, но не всегда.
Итак, реакция \(4NH_3 + 5O_2 \rightarrow 4NO + 6H_2O\) возможна при стандартных условиях, поскольку ΔH отрицательное, что указывает на энергийную выгоду для системы.