Номер 594, страница 98 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

594. Экзотермической или эндотермической является прямая реакция азота с кислородом, если при повышении температуры смеси $N_2$, $O_2$ и $NO$ молярная концентрация $NO$ в ней увеличивается?

Решение

Запишем уравнение прямой реакции взаимодействия азота с кислородом, в результате которой образуется оксид азота(II):

$N_2(г) + O_2(г) \rightleftharpoons 2NO(г)$

Этот процесс является обратимым, и в системе устанавливается химическое равновесие.

Для определения теплового эффекта реакции воспользуемся принципом Ле Шателье. Этот принцип гласит, что если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие (изменить температуру, давление или концентрацию), то равновесие сместится в таком направлении, чтобы ослабить это воздействие.

В данном случае внешним воздействием является повышение температуры. Чтобы ослабить это воздействие, система стремится поглотить избыточное тепло. Следовательно, при повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции (реакции, идущей с поглощением теплоты).

Согласно условию задачи, при повышении температуры молярная концентрация оксида азота(II) ($NO$) увеличивается. Это означает, что химическое равновесие смещается вправо, в сторону образования продуктов, то есть в сторону прямой реакции.

Так как повышение температуры приводит к смещению равновесия в сторону прямой реакции, мы можем заключить, что прямая реакция является эндотермической, то есть протекает с поглощением тепла. Тепловой эффект такой реакции ($ \Delta H $) положителен.

$N_2(г) + O_2(г) \rightarrow 2NO(г); \Delta H > 0$

Ответ: Прямая реакция азота с кислородом является эндотермической.