Câu hỏi:
Giúp em bài tập về nhà Hóa học lớp 12 câu hỏi như sau: Đối với phản ứng:
CaCO3(r) ® CaO(r) + CO2(k)
Biết So298 92,7 39,7 213,6 (J/mol.K)
DHo298 -1207 -635,5 -393,2 (kJ/mol)
Xác định chiều của phản ứng ở 298K. Xác định nhiệt độ ở đó CaCO3 bắt đầu phân hủy
Trả lời 2:
Gia Sư Hoàng Khang gữi câu trả lời dành cho bạn:
Giải đáp:
Lời giải và giải thích chi tiết:
$CaCO_3(s)\xrightarrow[]{t^o}CaO(s)+CO_2(g)$
$\Delta S^{0}_{298}=\Delta S^{0}_{298,CaO(s)}+\Delta S^{0}_{298,CO_2(g)}-\Delta S^{0}_{298,CaCO_3(s)}\\\to\Delta S^{0}_{298}=39,7+213,6-92,7=160,6(J.mol^{-1}.K^{-1})\\\Delta H^{0}_{298}=\Delta H^{0}_{298,CaO(s)}+\Delta H^{0}_{298,CO_2(g)}-\Delta H^{0}_{298,CaCO_3(s)}\\\to \Delta H^{0}_{298}=(-635,5)+(-393,2)-(-1207)=178,3(kJ.mol^{-1})\\\Delta G^{0}_{298}=\Delta H^{0}_{298}-T.\Delta S^{0}_{298}\\\to \Delta G^{0}_{298}=178,3-298.160,6.10^{-3}=130,4412(kJ.mol^{-1})>0$
Vậy phản ứng không tự diễn ra theo chiều thuận, suy ra phản ứng có chiều nghịch.
Để phản ứng phân hủy xảy ra thì $\Delta G^{0}_{298}<0$
Suy ra $:\Delta H^{0}_{298}-T.\Delta S^{0}_{298}<0$
$ \to 178,2-T.160,6.10^{-3}<0$
$ \to T>1110,21(K)$
Vậy với $T=1110,21(K)$ thì phản ứng phân hủy bắt đầu xảy ra.
Trả lời 1:
Gia Sư Hoàng Khang gữi câu trả lời dành cho bạn:
Giả sử chiều phản ứng: $CaCO_3$ -> CaO + $CO_2$
Theo Hess ta có
${ΔH^{o}_{298K_(pu)}}$=
${ΔH^{o}_{298K_(CaO)}} $ +${ΔH^{o}_{298K({CO_2})}}$-${ΔH^{o}_{298K_(CaCO_3)}}$
=> $ΔH^{o}_{298K}$ (phản ứng)= -635,5-393,2-(-1207)= 178,3 (kJ/mol)
Tương tự: $ΔS^{o}_{298K_(pu)}$=$S^{o}_{298K_(CaO)}$+$ΔH^{o}_{298K_(CO_2)}$-$ΔH^{o}_{298K_(CaCO_3)}$
$ΔS^{o}_{298K_(pu)}$= 39,7+213,6-92,7= 160,6 (J/mol.K) = 160,6.$10^{-3}$ (kJ/mol.K)
Từ công thức : ΔG= ΔH – TΔS => $ΔG^{o}_{298K_(pu)}$=178,3-298.160,6.$10^{-3}$≈ 131,9 (kJ/mol)
Ta thấy ΔG= 131,9>0 Nên ở 298K phản ứng trên ( phân hủy $CaCO_3$) không có khả năng xảy ra.
2) nhiệt độ tối thiểu để cho $CaCO_3$ phân hủy từ ΔG từ >0 sang ΔG<0 hay tối thiểu là ΔG = 0 tức là ΔH-TΔS=> T= $\frac{ΔH}{ΔS}$ = $\frac{178,3}{160,6.10^{-3}}$ ≈ 1110,2 K
vậy nhiệt độ tối thiểu để $CaCO_3$ bắt đầu bị phân hủy là 1110,2 K hay 837,1
Chúc anh chị học tốt !
