Рассчитайте ∆Ho, ∆ S0 и ∆Go процесса, протекающего по уравнению
3FeO(к) + 3H2(г) = 3Fe (к) +3Н2О(г)
Возможна ли реакция при 25ОС? Прямая или обратная реакция будет протекать при понижении температуры?
Для решения данной задачи нам понадобятся термодинамические
Для расчета ∆Ho, ∆S0 и ∆Go процесса, протекающего по данному уравнению, нам понадобятся данные об энтальпии и энтропии образования соответствующих веществ.
Для начала, найдем значения энтальпии образования каждого вещества:
∆Ho(FeO) = -270.3 кДж/моль
∆Ho(H2) = 0 кДж/моль
∆Ho(Fe) = 0 кДж/моль
∆Ho(H2O) = -241.8 кДж/моль
Затем, найдем значения энтропии образования каждого вещества:
∆So(FeO) = 87.4 Дж/(моль·К)
∆So(H2) = 130.6 Дж/(моль·К)
∆So(Fe) = 27.3 Дж/(моль·К)
∆So(H2O) = 188.8 Дж/(моль·К)
Теперь, можем рассчитать ∆Ho, ∆S0 и ∆Go процесса:
∆Ho = ∑∆Ho(продукты) - ∑∆Ho(реагенты)
= [3∆Ho(Fe) + 3∆Ho(H2O)] - [3∆Ho(FeO) + 3∆Ho(H2)]
= [3(0 кДж/моль) + 3(-241.8 кДж/моль)] - [3(-270.3 кДж/моль) + 3(0 кДж/моль)]
= -725.4 кДж/моль
∆So = ∑∆So(продукты) - ∑∆So(реагенты)
= [3∆So(Fe) + 3∆So(H2O)] - [3∆So(FeO) + 3∆So(H2)]
= [3(27.3 Дж/(моль·К)) + 3(188.8 Дж/(моль·К))] - [3(87.4 Дж/(моль·К)) + 3(130.6 Дж/(моль·К))]
= 396.9 Дж/(моль·К)
∆Go = ∆Ho - T∆So
= -725.4 кДж/моль - (25 + 273.15) K * (396.9 Дж/(моль·К) / 1000)
= -725.4 кДж/моль - 0.110 кДж/моль
= -725.51 кДж/моль
Теперь, чтобы определить, возможна ли реакция при 25°C (298.15 K), мы должны рассмотреть знак ∆Go. Если ∆Go < 0, то реакция будет возможна.
В данном случае, ∆Go = -725.51 кДж/моль, что является отрицательным значением. Следовательно, реакция будет возможна при 25°C.
Чтобы определить, какая реакция будет протекать при понижении температуры, мы должны рассмотреть знак ∆Ho. Если ∆Ho < 0, то прямая реакция будет протекать при понижении температуры.
В данном случае, ∆Ho = -725.4 кДж/моль, что также является отрицательным значением. Следовательно, прямая реакция будет протекать при понижении температуры.
