Номер 68, страница 300 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

11.68. Реакция разложения ${\mathrm{АВ}}_{\left(\mathrm{г}\right)} ⟶ {\mathrm{А}}_{\left(\mathrm{г}\right)}+{\mathrm{В}}_{\left(\mathrm{г}\right)}$ протекает необратимо при определённой температуре. Укажите знаки $∆G,$ $∆H,$ $∆S$ для данной реакции при этой температуре. В каждом столбце вставьте +, 0 или –.

Для определения знаков термодинамических величин для реакции разложения $AB_{(г)} \rightarrow A_{(г)} + B_{(г)}$ необходимо проанализировать каждый параметр в отдельности, исходя из условий задачи.

$\Delta S$
Изменение энтропии ($\Delta S$) отражает изменение степени беспорядка в системе. В данной реакции из 1 моля газообразного реагента ($AB$) образуются 2 моля газообразных продуктов ($A$ и $B$). Поскольку количество молей газа в системе увеличивается ($\Delta n_{газ} = 2 - 1 = +1$), степень хаоса и неупорядоченности возрастает. Следовательно, изменение энтропии для этой реакции будет положительным.
$\Delta S > 0$.

$\Delta G$
Изменение энергии Гиббса ($\Delta G$) служит критерием самопроизвольности химической реакции при постоянной температуре и давлении. В условии задачи сказано, что реакция протекает "необратимо", что в термодинамическом смысле означает "самопроизвольно". Для любого самопроизвольного процесса изменение энергии Гиббса является отрицательной величиной.
$\Delta G < 0$.

$\Delta H$
Изменение энтальпии ($\Delta H$) характеризует тепловой эффект реакции. Связь между $\Delta G$, $\Delta H$ и $\Delta S$ устанавливается уравнением Гиббса-Гельмгольца: $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$.
Из предыдущих пунктов мы знаем, что $\Delta G < 0$ и $\Delta S > 0$. Температура $T$ (в Кельвинах) всегда положительна.
Реакции разложения, при которых происходит разрыв химических связей, как правило, являются эндотермическими, то есть требуют поглощения тепла ($\Delta H > 0$). Проверим это предположение с помощью уравнения.
1. Если бы реакция была экзотермической ($\Delta H < 0$), то при положительном $\Delta S$ член $-T\Delta S$ также был бы отрицательным. В таком случае $\Delta G$ было бы отрицательным при любой температуре, и реакция была бы самопроизвольной всегда.
2. Если реакция эндотермическая ($\Delta H > 0$), то самопроизвольное протекание ($\Delta G < 0$) возможно только тогда, когда отрицательный энтропийный член $-T\Delta S$ по абсолютной величине превысит положительный энтальпийный член $\Delta H$. Это условие выполняется при достаточно высоких температурах ($T > \frac{\Delta H}{\Delta S}$).
Указание в задаче, что реакция протекает "при определённой температуре", подразумевает, что её самопроизвольность зависит от температуры. Это соответствует второму случаю.
Следовательно, реакция является эндотермической, и $\Delta H > 0$.

Ответ: