Question

CaO(k)+3C(граф)=CaC2(k)+CO(г)
Определите, возможна ли данная реакция при P=1атм и T=298K
Вычислите температуру начала реакции

Answer 1

Дано:

ΔH°( CaO (к.) ) = -635,1 кДж/моль

ΔH°( C (граф.) ) = 0 кДж/моль

ΔH°( CaC₂ (к.) ) = -62,7 кДж/моль

ΔH°( CO (г.) ) = -110,5 кДж/моль

ΔS°( CaO (к.) ) = 39,7 Дж/(моль×К)

ΔS°( C (граф.) ) = 5,74 Дж/(моль×К)

ΔS°( CaC₂ (к.) ) = 70,3 Дж/(моль×К)

ΔS°( CO (г.) ) = 197,4 Дж/(моль×К)

P = 1 атм.

T = 298 К

----------------------------------------------------------

Найти:

ΔG - ?        ΔT нач. х.р. - ?

Решение:

1) Для начала мы запишем уравнение реакций то что известно по условию задачи:

CaO(к.) + 3C(граф.) → CaC₂(к.) + CO(г.)

2) Далее находим тепловой эффект из химической реакций:

ΔHх.р. = ∑H°пр.р. - ∑H°исх.в-в. , следовательно:

ΔHх.р. = (ΔH°( CaC₂ (к.) ) + ΔH°( CO (г.) )) - (ΔH°( CaO (к.) ) + 3ΔH°( C (граф.) )) = (-62,7 кДж/моль + (-110,5 кДж/моль)) - (-635,1 кДж/моль + 3×0 кДж/моль) = (-62,7 кДж/моль - 110,5 кДж/моль) - (-635,1 кДж/моль + 0 кДж/моль) = -173,2 кДж/моль - (-635,1 кДж/моль) = -173,2 кДж/моль + 635,1 кДж/моль =  461,9 кДж/моль

3) Далее находим энтропию из химической реакций:

ΔSх.р. = ∑S°пр.р. - ∑S°исх.в-в. , следовательно:

ΔSх.р. = (ΔS°( CaC₂ (к.) ) + ΔS°( CO (г.) )) - (ΔS°( CaO (к.) ) + 3ΔS°( C (граф.) )) = (70,3 Дж/(моль×К) + 197,4 Дж/(моль×К)) - (39,7 Дж/(моль×К) + 3×5,74 Дж/(моль×К)) = 267,7Дж/(моль×К) - (39,7 Дж/(моль×К) + 17,22 Дж/(моль×К))  = 267,7 Дж/(моль×К) - 56,92 Дж/(моль×К) = 210,78 Дж/(моль×К) = 0,21078 кДж/(моль×К)

4) Теперь мы пользуемся по формуле Гиббса, именно по такой формуле мы определим возможна ли данная реакция при P = 1атм. и T = 298 K. :

ΔG = ΔHх.р - T×ΔSх.р - Формула Гиббса

ΔG = 461,9 кДж/моль - 298 K × 0,21078 кДж/(моль×К) = 461,9 кДж/моль - 62,81244 кДж/моль = 399,08756 кДж/моль ≈ 399,1 кДж/моль

ΔG>0, это значит что образования ацетилена и монооксида углерода не будет образовываться.

5) Для нахождения температуры у начала реакций используется вот такая формула, именно по такой формуле мы найдем его температуру:

ΔT нач. х.р. = ΔHх.р. / ΔSх.р. = 461,9 кДж/моль / 0,21078 кДж/(моль×К) ≈ 2191,38 К

Ответ: 1) Невозможно самопроизвольное протекает процесс до температуры равновесия при 298 К.

2) Температуру в начале реакции будет образовываться при 2191,38 К

Решено от : $DK954$