Решение задачи по химии: CO + O2 = CO2 при 500K

Для расчета теплового эффекта реакции при температуре \(T = 500\) К воспользуемся уравнением Кирхгофа. Для этого нам понадобятся справочные значения стандартных изобарных теплоемкостей \(C_p^0\) (в Дж/(моль·К)). Уравнение реакции: \[2CO_{(г)} + O_{2(г)} = 2CO_{2(г)}\] 1. Выпишем справочные данные для теплоемкостей: \(C_p^0(CO_2) = 37,11 \text{ Дж/(моль}\cdot\text{К)}\) \(C_p^0(CO) = 29,14 \text{ Дж/(моль}\cdot\text{К)}\) \(C_p^0(O_2) = 29,36 \text{ Дж/(моль}\cdot\text{К)}\) 2. Рассчитаем изменение теплоемкости системы \(\Delta C_p\): \[\Delta C_p = \sum (n \cdot C_p)_{прод} - \sum (n \cdot C_p)_{исх}\] \[\Delta C_p = 2 \cdot 37,11 - (2 \cdot 29,14 + 29,36)\] \[\Delta C_p = 74,22 - (58,28 + 29,36) = 74,22 - 87,64 = -13,42 \text{ Дж/К}\] Переведем в кДж/К: \(\Delta C_p = -0,01342 \text{ кДж/К}\). 3. Рассчитаем тепловой эффект при \(T = 500\) К по первому уравнению Кирхгофа: \[\Delta H_{500} = \Delta H_{298}^0 + \Delta C_p \cdot (T - 298)\] Ранее мы вычислили \(\Delta H_{298}^0 = -565,96 \text{ кДж}\). \[\Delta H_{500} = -565,96 + (-0,01342) \cdot (500 - 298)\] \[\Delta H_{500} = -565,96 - 0,01342 \cdot 202\] \[\Delta H_{500} = -565,96 - 2,71 = -568,67 \text{ кДж}\] Ответы на вопросы задания для тетради: 1. Тепловой эффект \(\Delta H_{298} = -565,96 \text{ кДж}\). 2. Тепловой эффект \(\Delta U_{298} = -563,48 \text{ кДж}\). 3. Сравнение: \(|\Delta H| > |\Delta U|\) (по модулю \(\Delta H\) больше). 4. Тип реакции: Экзотермическая, теплота выделяется. 5. Изменение \(\Delta H\) с температурой: Так как \(\Delta C_p < 0\), при увеличении температуры тепловой эффект \(\Delta H\) уменьшается (становится более отрицательным). 6. Тепловой эффект при \(T = 500\) К: \(\Delta H_{500} = -568,67 \text{ кДж}\).