Определение количества теплоты при реакции образования NO2
Прежде чем мы рассчитаем количество теплоты, выделяющейся или поглощающейся при реакции образования NO2, давайте определим саму реакцию.
Уравнение реакции⁚
2 NO(g) O2(g) → 2 NO2(g)
Теперь перейдем к расчету количества теплоты при данной реакции.
Для начала, нужно знать значения стандартных энтальпий образования для каждого из реагентов и продуктов. Величина стандартной энтальпии образования (ΔH°f) ― это количество теплоты, выделяющееся или поглощаемое при образовании 1 моля вещества из элементарных веществ при стандартных условиях (25°C и 1 атм).
Значение стандартной энтальпии образования⁚
ΔH°f(NO(g)) 90.25 kJ/mol
ΔH°f(O2(g)) 0 kJ/mol
ΔH°f(NO2(g)) 33.15 kJ/mol
Теперь применяем закон Гесса, чтобы определить изменение энтальпии реакции⁚
ΔH°rxn ΣΔH°f(продукты) ― ΣΔH°f(реагенты)
ΔH°rxn (2 * ΔH°f(NO2(g))) ― (2 * ΔH°f(NO(g)) ΔH°f(O2(g)))
ΔH°rxn (2 * 33.15 kJ/mol) ― (2 * 90.25 kJ/mol 0 kJ/mol)
ΔH°rxn 66.3 kJ/mol ― 180.5 kJ/mol
ΔH°rxn -114.2 kJ/mol
Итак, получившееся значение -114.2 kJ/mol показывает, что при реакции образования NO2 выделяется 114.2 кДж энергии на каждый моль реакционных веществ. Отрицательное значение говорит о том, что реакция является экзотермической, то есть освобождается тепло.
Зная количество веществ, участвующих в реакции, можно расчитать количество теплоты на основании полученного значения⁚
Q ΔH°rxn * n
Q -114.2 kJ/mol * 15 mol
Q -1713 kJ
Таким образом, при взаимодействии 15 моль NO с избытком 15 моль O2, выделится 1713 кДж теплоты при стандартных условиях.