ΔH-TΔS 对可逆反应4nh3的应用

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请教高手!!:为什么可逆反应,两个方向都能自发反应(根据,⊿H-T⊿S&0判别式)
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出门在外也不愁下列对合成氨反应:N2(g) +3H2(g)2NH3(g) △H=-92.2KJ/mol分析正确的是
[&&&& ]A.是一个△Vg>0 的可逆反应 B.加压既有利于反应速率提高,又有利于反应转化率提高C.升高温度既有利于提高反应速率,又有利于反应转化率提高D.使用优良的催化剂可提高原料的转化率
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工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下(1)①工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO+H2O(g)?CO2+H2,850℃时,往1L密闭容器中充入0.3mol&CO和0.2molH2O(g).反应4min后建立平衡,体系中c(H2)=0.12mol?L-1.CO的平衡浓度为0.18mol/L&转化率为40%&该温度下此反应的平衡常数K=1&(填计算结果).②在850℃时,以表中的物质的量投入恒容反应器中,其中向逆反应方向进行的有A&(选填A、B、C、D、E)
l(2)合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0.下表为不同温度下该反应的平衡常数.由此可推知,表中T1<300℃(填“>”、“<”或“=”).
&1.00×107
&2.45×105
&1.88×103(3)N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应,不同温度下NH3产率图1所示.温度高于900℃时,NH3产率下降,原因是900℃时反应达到平衡状态,再升高温度平衡向左移动.(4)在化学反应中只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子被称为活化分子.使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ?mol-1表示.请认真观察图2,回答问题.图中所示反应是放热(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的△H=-(E1-E2)kJ/mol&(用含E1、E2E的代数式表示).已知热化学方程式:H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ?mol-1,该反应的活化能为167.2kJ?mol-1,则其逆反应的活化能为409kJ/mol.(5)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气.目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水,反应机理为:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ?mol-1CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ?mol-1则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)△H=-867kJ?mol-1.
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X是一种重要的工业原料, X在160℃分解制备异氰酸和氨气,反应方程式为:X &HCNO + NH3(已配平)。完成下列填空:
(1)在上述反应所涉及的各元素中,原子半径最大的元素是_________,其原子核外电子共占据_______个轨道。
(2)在上述物质中有三种元素处于同周期,下列叙述中能说明三种元素C,N,O非金属性递变规律的事实是____________。
a.最高价氧化物对应水化物的酸性
b.单质与H2反应的难易程度
c.两两形成化合物中元素的化合价
工业上在催化剂条件下,用NH3作为还原剂将烟气中的NOx还原成无害的氮和水,反应方程式可表示为:
2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)
(3)一定条件下该反应在容积为2L的容器内反应,20 min时达到平衡,生成N2 0.4 mol,则平均反应速率υ(NO)=__________mol/L·min。
(4)当该反应达到平衡时,下列说法一定错误的是___________。
a.气体密度不变&&&&&&&&&&&&&&&&&&
b.气体颜色不变
c.υ(NO)正= 2υ(N2)逆&&&&&&&&&&&&&&&&
d.N2和NH3的浓度相等
(5)X可以代替NH3还原烟气中的NOx,X的分子模型如图所示,X电子式为______________。
(6)氰酸有两种结构,一种分子内含有叁键,称为氰酸,另一种分子内不含叁键,称为异氰酸,且两种结构中所有原子最外层均已达到稳定结构,分子中也不含环状结构。请分别写出氰酸和异氰酸的结构式:_______________、______________。
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X是一种重要的工业原料, X在160℃分解制备异氰酸和氨气,反应方程式为:X &HCNO + NH3(已配平)。完成下列填空:(1)在上述反应所涉及的各元素中,原子半径最大的元素是_________,其原子核外电子共占据_______个轨道。(2)在上述物质中有三种元素处于同周期,下列叙述中能说明三种元素C,N,O非金属性递变规律的事实是____________。a.最高价氧化物对应水化物的酸性b.单质与H2反应的难易程度c.两两形成化合物中元素的化合价工业上在催化剂条件下,用NH3作为还原剂将烟气中的NOx还原成无害的氮和水,反应方程式可表示为:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)(3)一定条件下该反应在容积为2L的容器内反应,20 min时达到平衡,生成N2 0.4 mol,则平均反应速率υ(NO)=__________mol/L·min。(4)当该反应达到平衡时,下列说法一定错误的是___________。a.气体密度不变&&&&&&&&&&&&&&&&&& b.气体颜色不变c.υ(NO)正= 2υ(N2)逆&&&&&&&&&&&&&&&& d.N2和NH3的浓度相等(5)X可以代替NH3还原烟气中的NOx,X的分子模型如图所示,X电子式为______________。(6)氰酸有两种结构,一种分子内含有叁键,称为氰酸,另一种分子内不含叁键,称为异氰酸,且两种结构中所有原子最外层均已达到稳定结构,分子中也不含环状结构。请分别写出氰酸和异氰酸的结构式:_______________、______________。
点击展开完整题目关于化学中可逆反应的吉布斯自由能的问题 | 死理性派小组 | 果壳网 科技有意思
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化学反应中定义吉布斯自由能ΔG=ΔH-TΔS ,当ΔG&0时,反应可自发进行。那请问对于一个可逆反应,正反应和逆反应的ΔG互为相反数,定是一个&0一个&0,为什么两个都能自发进行呢?不胜感激涕零。
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引用Shy_boy的回应:在达到化学平衡之前,正方向和逆方向只有一个方向是自发进行的,另一个方向不是自发进行的。不,正逆反应是同时发生的,只是反应速率不一样,体现出来的总效果便是我们说的“反应正向进行”、“反应逆向进行”或“平衡”……自由能定义的“自发进行”是基于总效果而言的(因为化学热力学只是基于反应前后的状态来进行各种讨论的)描述的是某种状态而不是过程,因此在讨论可逆反应平衡移动等问题的时候用不上热力学吧……
引用Ent的回应:你可以回忆一下那个势能图……两边有俩山谷,中间有座山峰。俩山谷的相对高度差就代表自由能差。左边山谷的东西跑右边去就是正反应,右跑左就是逆反应。山峰的高度可以代表反应速度,越高越慢(翻山越难)。一个基元反应,几乎任何时候,都是左边的有跑右边去的,右边的也有跑左边去的……两个方向都有分子在反应。但把两边的抵消,看净反应的话,那就只能有一边的净反应为正,另一边为负了……假如左边的自由能高,等于说左边的山谷比较高。那么净反应就是左到右。但是如果走到一半,突然你动了手脚,比如往右边倒一堆东西……那就变成右边高了,那净反应的方向当然也就反了。唔……弱弱的问是不是应该把“自由能”换成“活化能”……?
引用Shy_boy的回应:宏观上的转化方向,才是我们说的“自发”,而不是微观上的分子同时在解离和分解,就可以说他们都是自发的。而实际上,对于可逆的化学反应来说,正反应方向与逆反应方向哪个反应速率更大,宏观上就是向哪个方向自发反应的。就比如A到B的转换中,三氧化硫在宏观上只会越来越多,所以三氧化硫的分解就不是自发的。而到了平衡状态,我们说在宏观上反应“静止”,ΔG为0,也是这个道理,我们不必去关心微观上是在建立一个动态平衡。+1~!!!
(C)2013果壳网&京ICP备号-2&京公网安备关于用△H-T△S<0判断化学反应方向的问题
关于用△H-T△S<0判断化学反应方向的问题
对于一个可逆反应来说,它两个方向的反应都可以自发进行,那是否也能用那个来判断呢?
&&&&&& 这里涉及到标准与浓度的问题。首先ΔG<0,反应向右,ΔG>0,反应向左这个不会有错。
&&&&&& 原因在于,ΔGθ=ΔHθ-TΔSθ,这是吉布斯自由能的定义式,θ是标准符号,含义是各物质浓度1mol/L,298.15K,101.325KPa的条件下,高中为了降低学习难度,这些全省了,反而引起混乱。我们说的可逆反应,意思是在不同状态下反应的方向不同,当各物质都为标准浓度1mol/L时,我们很容易根据ΔGθ=ΔHθ-TΔSθ判断反应方向。
&&&&&& 而当各物质浓度不为1mol/L时,这里还有一个公式:ΔG=ΔGθ+RTlnQ,Q是反应的浓度商,类似于平衡常数,这个是用于修正非标准状态下的ΔG,同样,可以判断此浓度下,反应向何处进行。
能不能讲的明白点? 我举个例子。 2个容器分别装进纯的NO2和N2O4。请问哪个能自发反应?还是。。。解释一下这个
我都说了啊,如果是任意比例,要看浓度、温度、压力的影响才会判断反应向何处进行。你说的这个例子当然都会自发了,因为都是纯的啊,也就是初始浓度极大的情况,反应都会向平衡方向移动呗。
N2O4分解生成2NO2时,△H-T△S>0 ,这要怎么解释? 我的问题是归在△H-T△S<0的判别式上,跟那些温度还是压强或者浓度无关吧?
有关啊,怎么没有关系啊?我都说高中为了降低学习难度,这些全省了,反而引起混乱。ΔGθ=ΔHθ-TΔSθ这个公式只有在各物质浓度1mol/L的条件下才可以用,到大学你就明白
如果浓度偏差不大,也可以用那个公式来估算反应方向,但是偏差太大,比如纯NO2,浓度都接近正无穷了,就绝对不能再用了
汗,,什么叫浓度接近正无穷??? 我在2L的容器里放入0.1mol的N2O4那么...或者更小..
不是,说错了。是浓度商接近正无穷。浓度商类似于平衡常数,没学过可以理解为浓度比。
刚刚开始时,浓度商为0,反应会向正方向进行,这些我懂得,不要扯那么远。我要问的是那个吉布斯自由能能否判断可逆反应进行的方向。
其实,这个问题我问过老师,老师也不能给出解释,我才来这里问的。。
1、ΔG<0,反应向右,ΔG>0,反应向左,这个不会有错
2、不同状态下反应的ΔG不同
其他回答 (2)
吉普斯自由能 若小于0 说明 反应朝 正反应方向进行 但是并不是说 逆反应就不进行 只不过 正向反应的程度大
则说明 化学反应达到平衡.
即使是可逆反应 也是可以用吉普斯自由能 来判断反应方向
我举个例子。 2个容器分别装进纯的NO2和N2O4。请问哪个能自发反应?还是。。。
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