Задача по термодинамике Определите направление самопроизвольного протекания реакции при стандартных условиях
СО(г)+Н2О(г) = СО2(г) + Н2(г)
Укажите знак дельта Sх.р. и обоснуйте, чем вызвано изменение энтропии. Объясните, нагревание или охлаждение будет способность протеканию реакции в прямом направлении

17 Ноя 2024 в 19:40
96 +1
0
Ответы
1

Для определения направления самопроизвольного протекания химической реакции, мы можем использовать изменение энтропии системы.

Реакция:
СО(г)+Н2О(г)⇌СО2(г)+Н2(г) \text{СО}(г) + \text{Н}_2\text{О}(г) \rightleftharpoons \text{СО}_2(г) + \text{Н}_2(г) СО(г)+Н2 О(г)СО2 (г)+Н2 (г)

Теперь рассчитаем изменение энтропии (ΔSrxn)( \Delta S_{rxn} )(ΔSrxn ) для данной реакции.

У нас 2 молекулы газа реагируют СОиН2ОСО и Н2ОСОиН2О и образуют 2 молекулы газа СО2иН2СО2 и Н2СО2иН2. Однако часто изменения в числе и типах молекул могут влиять на изменения энтропии. В данном случае:

Исходные вещества: 1 молекула СО и 1 молекула Н2О - всего 2 молекулы.Продукты: 1 молекула СО2 и 1 молекула Н2 - всего также 2 молекулы.

Число молекул газа не изменяется, но при этом важно учесть, что разные газы могут иметь разные энтропийные параметры. Также в этой реакции наблюдается переход от воды в газообразном состоянии к продукту газагазагаза и образованию нового газа СО2СО2СО2.

Так как вода в газообразном состоянии водянойпарводяной парводянойпар имеет относительно высокую энтропию, а продукты также являются газами, изменение энтропии будет положительным:

[ \Delta S_{rxn} > 0 ]

Это связано с тем, что разнообразие молекул может увеличиваться за счёт изменения их конфигурации, что относится к увеличению хаоса и, следовательно, энтропии.

Что касается влияния температуры на протекание реакции, то если (\Delta S_{rxn} > 0), то реакция будет протекать спонтанно при повышении температуры. Чем выше температура, тем больше кинетической энергии у молекул, что способствует их взаимодействию. Следовательно, при охлаждении спонтанное протекание реакции будет затруднено.

Таким образом, при стандартных условиях, если (\Delta S_{rxn} > 0), можно ожидать, что реакция будет протекать в прямом направлении, и для стимулирования её протекания будет нужно повышать температуру.

17 Ноя 2024 в 19:44
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир