Вычислить ∆H°, ∆G°, ∆S° приведенных ниже реакций. Сделать вывод о возможности протекания приведенных реакций в указанном направлении при 25°С, если реакция при комнатных условиях не идет, выяснить, пойдет ли реакция при других температурах.
FeOтв + COг = Feтв + CO2г
Решение
Табличные значения ∆Н0 и S0 для реагирующих веществ таковы:
FeOтв CO Fe CO2
∆Н0298 , кДж/моль -264,8 -110,5 0 -393,5
S0298 Дж/(моль·К) 60,7 197,5 27,1 213,7
Пользуясь следствием из закона Гесса и учитывая, что стандартные энтальпии образования простых веществ равны нулю, имеем:
Учитывая значения Hf0(298) и стехиометрические коэффициенты для всех веществ, участвующих в реакции, рассчитаем Hr0
Hr0 = Hf0(CO2) – [Hf0(FeO) +Hf0(CO)]
Hr0 = -393,5 – [-264,8-110,5] = -18,2 кДж
Hr0 < 0, реакция протекает с выделением теплоты, т
. е. является экзотермической.
Изменение энтропии в химической реакции определяется уравнением:
Рассчитаем энтропию химической реакции Sr0 , используя значения S0 (298) для всех веществ, участвующих в реакции.
Sr0 = [S0(CO2)+ S0(Fe)] – [S0(FeO) + S0(CO)]
Sr0 = [213,7 + 27,1] – [197,5+60,7] = 240,8- 258,2=-17,4 Дж/К
Так как Sr0 < 0, реакция протекает с уменьшением беспорядка в системе (неупорядоченность системы уменьшается)