Вычислить стандартный тепловой эффект реакции C2H6=C2H4+H2,его теплоту и привести термодинамическую характеристику:

Чтобы вычислить стандартный тепловой эффект реакции C2H6 = C2H4 + H2, вам нужно знать стандартные теплоты образования каждого из соединений. Стандартные теплоты образования (ΔHf°) для соответствующих веществ составляют (в кДж/моль):

C2H6 (этан): -84.0
C2H4 (этилен): 52.3
H2 (водород): 0

а) При постоянном давлении:
ΔH° = [ΔHf°(C2H4) + ΔHf°(H2)] - ΔHf°(C2H6)
ΔH° = (52.3 + 0) - (-84.0) = 52.3 + 84.0 = 136.3 кДж/моль

б) При постоянном объеме:

ΔH° и ΔU° связаны следующим образом: ΔH° = ΔU° + ΔnRT
где Δn - изменение количества молей газообразных веществ в реакции, R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)), и T - температура в Кельвинах.

Δn = 1 - 1 = 0 (количество молей газообразных веществ не меняется в данной реакции)

Таким образом, при постоянном объеме ΔH° = ΔU°, что означает, что стандартный тепловой эффект реакции при постоянном объеме равен 136.3 кДж/моль.

Термодинамическая характеристика реакции:
Стандартный тепловой эффект реакции при постоянном давлении: ΔH° = 136.3 кДж/моль
Стандартный тепловой эффект реакции при постоянном объеме: ΔU° = 136.3 кДж/моль
Вычисление теплоты реакции получения продукта (С2Н4) массой 2,5 кг при постоянном давлении:
Масса C2H4: 2,5 кг = 2500 г
Молярная масса C2H4: 12.01 * 2 + 1.01 * 4 = 28.05 г/моль

Количество молей C2H4: n = масса / молярная масса = 2500 / 28.05 ≈ 89.1 моль

Теплота реакции: Q = ΔH° * n = 136.3 кДж/моль * 89.1 моль ≈ 12140 к

Стандартная энтропия реакции (ΔS°):
Чтобы вычислить стандартную энтропию реакции, вам нужно знать стандартные молярные энтропии каждого из соединений. Стандартные молярные энтропии (в Дж/(моль·К)) составляют:
C2H6 (этан): 229.5
C2H4 (этилен): 219.3
H2 (водород): 130.7

ΔS° = [S°(C2H4) + S°(H2)] - S°(C2H6)
ΔS° = (219.3 + 130.7) - 229.5 = 120.5 Дж/(моль·К)

Стандартный Гиббсов потенциал реакции (ΔG°):
ΔG° = ΔH° - TΔS°
Для определения стандартного Гиббсова потенциала реакции, необходимо определить температуру реакции, при которой расчет будет произведен. В качестве примера, рассчитаем ΔG° при стандартной температуре 298 К:
ΔG°(298 К) = 136.3 кДж/моль - 298 К * 120.5 Дж/(моль·К) * (1 кДж / 1000 Дж)
ΔG°(298 К) ≈ 136.3 кДж/моль - 35.9 кДж/моль = 100.4 кДж/моль

Таким образом, термодинамические характеристики реакции C2H6 = C2H4 + H2 составляют:

Стандартный тепловой эффект реакции при постоянном давлении: ΔH° = 136.3 кДж/моль
Стандартный тепловой эффект реакции при постоянном объеме: ΔU° = 136.3 кДж/моль
Стандартная энтропия реакции: ΔS° = 120.5 Дж/(моль·К)
Стандартный Гиббсов потенциал реакции при 298 К: ΔG°(298 К) = 100.4 кДж/моль
Важно отметить, что все эти значения являются стандартными и могут изменяться в зависимости от температуры и давления.