在298 K时,给定反应2N2(g) + O2(g) → 2N2O(g)的ΔH为164.0 kJ·mol-1。首先,我们需要计算分子数变化△n。反应前后的分子数分别为2+1和2,所以△n = 2 - 3 = -1。接下来,根据热力学第一定律,我们有:
ΔH = ΔU + ΔnRT
所以,
ΔU = ΔH - ΔnRT = 164 - (-1)*8.314*298/1000 = 166.5 kJ/mol
但需注意,题目中ΔH的单位应为kJ/mol,而并非直接给出的kJ。因此,正确的表述应为:
△rHm:反应的摩尔焓变(摩尔反应热),单位kJ/mol;
△rH:反应的焓变(反应热),单位是kJ。
同样地,△rUm、△rU也有类似的情况。
通过上述计算,我们得到反应在298 K时的内能变化ΔU为166.5 kJ/mol。这表明,当反应物N2和O2转化为产物N2O时,系统的内能增加了166.5 kJ/mol。
需要注意的是,这里的计算基于理想条件,实际反应过程中可能会有其他因素影响,如催化剂的存在、反应物浓度的变化等。因此,上述结果仅供参考。
此外,热力学中的这些量(如△H、△U)对于理解反应过程中的能量变化至关重要。通过它们,我们可以更深入地了解化学反应的本质和过程。