在298 K時,給定反應(yīng)2N2(g) + O2(g) → 2N2O(g)的ΔH為164.0 kJ·mol-1。首先,我們需要計算分子數(shù)變化△n。反應(yīng)前后的分子數(shù)分別為2+1和2,所以△n = 2 - 3 = -1。接下來,根據(jù)熱力學(xué)第一定律,我們有:
ΔH = ΔU + ΔnRT
所以,
ΔU = ΔH - ΔnRT = 164 - (-1)*8.314*298/1000 = 166.5 kJ/mol
但需注意,題目中ΔH的單位應(yīng)為kJ/mol,而并非直接給出的kJ。因此,正確的表述應(yīng)為:
△rHm:反應(yīng)的摩爾焓變(摩爾反應(yīng)熱),單位kJ/mol;
△rH:反應(yīng)的焓變(反應(yīng)熱),單位是kJ。
同樣地,△rUm、△rU也有類似的情況。
通過上述計算,我們得到反應(yīng)在298 K時的內(nèi)能變化ΔU為166.5 kJ/mol。這表明,當(dāng)反應(yīng)物N2和O2轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物N2O時,系統(tǒng)的內(nèi)能增加了166.5 kJ/mol。
需要注意的是,這里的計算基于理想條件,實際反應(yīng)過程中可能會有其他因素影響,如催化劑的存在、反應(yīng)物濃度的變化等。因此,上述結(jié)果僅供參考。
此外,熱力學(xué)中的這些量(如△H、△U)對于理解反應(yīng)過程中的能量變化至關(guān)重要。通過它們,我們可以更深入地了解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)和過程。