Определите, при какой температуре 0°С, 25°С или 1000°С более вероятно протекание реакции, указанной в таблице. Необходимые для расчета величины возьмите в приложении: Mg(OH)2(к) + CO2(г) = MgCO3(к) + H2O(ж).
Ответ
при 0С реакция более вероятна.
Решение
Уравнение реакции:
Mg(OH)2(к) + CO2(г) = MgCO3(к) + H2O(ж)
По следствию из закона Гесса тепловой эффект реакции равен:
ΔH0р = ΣnΔH0прод. – ΣnΔH0исх.
ΔH0р = ΔH0(MgCO3(к)) + ΔH0(H2O(ж)) – ΔH0(Mg(OH)2(к)) – ΔH0(CO2(г))
Записываем справочные данные.
ΔH0(MgCO3(к)) = –1906,2 кДж/моль
ΔH0(H2O(ж)) = –285,83 кДж/моль
ΔH0(Mg(OH)2(к)) = –924,66 кДж/моль
ΔH0(CO2(г)) = –393,51 кДж/моль
ΔH0р = –1906,2 + (–285,83) – (–924,66) – (–393,51) = –873,86 кДж.
Вычислим изменение энтальпии реакции.
ΔS0р = S0(MgCO3(к)) + S0(H2O(ж)) – S0(Mg(OH)2(к)) – S0(CO2(г))
Записываем справочные данные.
S0(MgCO3(к)) = 65,7 Дж/(моль·К)
S0(H2O(ж)) = 70,1 Дж/(моль·К)
S0(Mg(OH)2(к)) = 63,14 Дж/(мольК)
S0(CO2(г)) = 213,6 Дж/(моль·К)
ΔS0р = 65,7 + 70,1 – 63,14 – 213,6 = –140,94 Дж/К.
Вычисляем изменение энергии Гиббса реакции при разных температурах.
ΔG0р = ΔH0р – TΔS0р
1) При 0°С (273 К)
ΔG0р = –873,86 – 273 (–0,14094) = –835,38 кДж.
2) При 25°С (298 К)
ΔG0р = –873,86 – 298 (–0,14094) = –831,56 кДж.
3) При 1000°С (1273 К)
ΔG0р = –873,86 – 1273 (–0,14094) = –694,44 кДж.
Наименьшее значение ΔG0р отмечается при 0°С, поэтому при данной температуре реакция более вероятна.
Ответ: при 0С реакция более вероятна.