Uwaga!

Wartości podane w tabeli na początku tego działu są podane w kJ/mol nie w kJ!

 

Równanie:

$\text{2}\text{N}\text{O}{}_{\text{2}}+\text{4}\text{H}{}_{\text{2}}\to \text{N}{}_{\text{2}}+\text{4}\text{H}{}_{\text{2}}\text{O}$    

rozpisujemy strukturalnie (z uwzględnieniem warunku z zadania: cząsteczka NO₂ zawiera dwa wiązania N=O):

W substratach występują wiązania H-H (jedno w każdej cząsteczce H₂) oraz N=O (dwa w każdej cząsteczce NO₂). W takim wypadku energię wiązań obecnych w substratach obliczymy następująco:

$E_s=n_{\mathrm{NO}{}_2}\cdot \left(2\cdot E_{\mathrm{N}=\mathrm{O}}\right)+n_{\mathrm{H}{}_2}\cdot (1\cdot E_{\mathrm{H}-\mathrm{H}})$ 

gdzie:

E_s - całkowita energia wiązań w cząsteczkach substratów,

n - ilości moli danych substratów biorących udział w reakcji chemicznej,

E_wiązanie - energia danego wiązania.

Obliczamy energię wiązań w cząsteczkach substratów:

$E_s=2\mathrm{mol}\cdot 2\cdot 631\frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{mol}}+4\mathrm{mol}\cdot 436\frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{mol}}$

$E_s=2524\mathrm{kJ}+1744\mathrm{kJ}$  

$E_s=4268\mathrm{kJ}$

Obliczamy energię zgromadzoną w wiązaniach cząsteczek produktów:

$E_p=n_{\mathrm{N}{}_2}\cdot \left(1\cdot E_{\mathrm{N}\equiv \mathrm{N}}\right)+n_{\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}\cdot (2\cdot E_{\mathrm{H}-\mathrm{O}})$

 $E_p=1\mathrm{mol}\cdot 947\frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{mol}}+4\mathrm{mol}\cdot 2\cdot 465\frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{mol}}$

$E_p=947\mathrm{kJ}+3720\mathrm{kJ}$

$E_p=4667\mathrm{kJ}$

Sumaryczny efekt termiczny (zmianę entalpii) reakcji można obliczyć korzystając ze wzoru:

$\Delta H_r=E_s-E_p$

gdzie:

ΔH_r - sumaryczny efekt termiczny reakcji,

E_s - całkowita energia wiązań w cząsteczkach substratów.

E_p - całkowita energia wiązań w cząsteczkach produktów,

$\Delta H_r=4268\mathrm{kJ}-4667\mathrm{kJ}$

$\Delta H_r=-399\mathrm{kJ}$

 

Odpowiedź: Zmiana entalpii poniższej reakcji wynosi -399 kJ.