Изменения термодинамических функций H, S, G в ходе химической реакции позволяют судить об особенностях протекания данной реакции и ее природе

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №17022
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

Объясните знак изменения энтальпии и энтропии. Возможно ли самопроизвольное протекание данной реакции при стандартных условиях?

Решение

H (энтальпия), S (энтропия) и G (свободная энергия Гиббса или термодинамический потенциал) являются термодинамическими функциями состояния и обладают общим свойством: их изменение в ходе химической реакции не зависит от пути этой реакции, а определяется только начальными

и конечными веществами. Это позволяет вычислять  для реакции общего вида aA + bB = cC + dD по формулам:

(при этом для стандартных условий T = 298 К). Д

ля реакции, указанной в условии задачи, выписываем необходимые справочные данные:

Изменения термодинамических функций H, S, G в ходе химической реакции позволяют судить об особенностях протекания данной реакции и ее природе. H определяет величину теплового эффекта химической реакции. Процесс, характеризующийся величиной H0 говорит о том, что тепло в ходе реакции поглощается, такие реакции называются эндотермическими. В данной реакции величина H < 0, следовательно, тепло выделяется, и реакция является экзотермической.

S характеризует изменение степени неупорядоченности системы. Возрастание энтропии (S 0>0) говорит о возрастании неупорядоченности в расположении и перемещении частиц в ходе химической реакции. Это происходит, например, при превращении твердых веществ в жидкие или газообразные или при увеличении количеств газообразных веществ. Напротив, уменьшение энтропии (S 0<0) cвидетельствует о возрастании упорядоченности системы в ходе реакции. Уменьшение энтропии характерно для реакций, в ходе которых, например, газообразные или жидкие вещества превращаются в твердые, а также для газовых реакций, сопровождающихся уменьшением количеств газообразных веществ.

Для данной реакции рассчитанная величина изменения энтропии S 0 < 0, что свидетельствует об уменьшении (увеличении или уменьшении?) неупорядоченности в данной системе.

Действительно, из уравнения реакции видно, что в ходе реакции из 1 моль газообразных веществ образуется 0 моль газообразных веществ, следовательно, степень неупорядоченности уменьшается (увеличивается или уменьшается?).

Величина G 0 позволяет судить о принципиальной возможности самопроизвольного протекания химической реакции при стандартных условиях: если G 0 < 0, данная химическая реакция принципиально осуществима при стандартных условиях, если же G 0 > 0, то нет (в этом случае осуществима обратная реакция). Состояние химического равновесия в системе отвечает равенству G 0 = 0. Для рассматриваемой в задаче реакции вычисленная величина G 0 составляет -302,364 кДж, т.е. G 0 < 0. Следовательно, данная химическая реакция при стандартных условиях принципиально осуществима (осуществима или не осуществима).