химия помогите решить задачку)
Реакция 2 H2 (r) +O2(r)-->2H2O(r)
протекает с
выделением теплоты. Однако для того, чтобы реакция началась, исходную смесь газов
надо нагреть. Как это обьяснить?
Реакция 2 H2 (r) +O2(r)-->2H2O(r)
протекает с
выделением теплоты. Однако для того, чтобы реакция началась, исходную смесь газов
надо нагреть. Как это обьяснить?
2H2 (г) + O2(г) → 2H2O(г)
Для того чтобы газообразный молекулярный водород вступил в реакцию образования воды, необходимо в молекулах водорода и кислорода разорвать связи между атомами. Другими словами, молекулярные водород и кислород должны продиссоциировать на атомы.
Н2(г) → 2Н (г)
О2(г) → 2О (г)
Стандартная энтальпия диссоциации связи молекулярного газообразного водорода.
ΔН°(Н – H)d = 435,1 кДж/моль
Стандартная энтальпия диссоциации связи молекулярного газообразного кислорода.
ΔН°(О = О) d = 493,57 кДж/моль
Молекулярный кислород О2 образует двухатомные молекулы, характеризующиеся высокой прочностью двойной связи.
Большинство реакций с участием кислорода протекает только после диссоциации молекулярного кислорода на атомы, а диссоциация на атомы происходит лишь при очень высоких температурах. При комнатной температуре диссоциация молекулярного кислорода на атомы практически не протекает. Прочность связи O = O настолько высока, что при 2300°С только 1% молекул кислорода диссоциирует на атомы.
В результате реакции образования воды образуются две связи О – Н. Поскольку при подсчете стандартной энтальпии реакции используют значение стандартной энтальпии ДИССОЦИАЦИИ связи, то рассмотрим диссоциацию молекулы газообразной воды на атомы.
Диссоциация молекулы газообразной воды на атомы протекает в две ступени – сначала от нее отрывается один атом водорода, а затем – второй. Отрыв первого атома водорода от молекулы воды требует больших энергетических затрат, чем отрыв второго атома водорода.
НО – Н (г) → НО (г) + Н (г)
Н – О (г) → Н (г) + О (г)
ΔН°(НО – Н) d = 494 кДж/моль
ΔН°(Н – О) d = 430 кДж/моль
Перепишем реакцию образования воды в перерасчете на образование одного моля воды.
H2 (г) + 0,5O2(г) → H2O(г)
Суммарный тепловой эффект реакции складывается из энергии, затраченной на разрыв связи, за вычетом энергии, выделившейся при образовании связи.
Стандартную энтальпию реакции можно вычислить через стандартную энтальпию разорванных и образовавшихся связей.
ΔН°(реакции) = Σ[Δn*H°(разорванные связи) ] – Σ[n*ΔH°(образовавшиеся связи) ]
Стандартная энтальпия реакции образования воды может быть найдена по формуле.
ΔН°r = [0,5*ΔН°(O = O)d + ΔН°(Н – H)d] – [ΔН°(НO – H)d1 + ΔН°(Н – О) d] = [0,5*493,57 + 435,1] – [494 + 430] = – 242,1 кДж/моль
ΔН°r < 0 – реакция экзотермическая
Несмотря на то, что реакция экзотермическая (протекающая с выделением теплоты) , для протекания реакции системе необходимо сообщить определенное количество теплоты, которое необходимо для разрыва связей Н – Н и О = О.
ΔН°(затр) = 0,5*ΔН°(O = O)d + ΔН°(Н – H)d = 0,5*493,57 + 435,1 = 681,88 кДж/моль