Может ли кальций сгореть в атмосфере углекислого газа при стандартных условиях в соответствии с реакцией СО2 (г

Для того чтобы определить, может ли кальций сгореть в атмосфере углекислого газа при стандартных условиях согласно данной реакции, необходимо проанализировать значения стандартных энергий образования соответствующих веществ.

Уравнение реакции показывает, что углекислый газ (СО2) и кальций (Са) вступают в реакцию, образуя оксид кальция (СаО) и графит (С). Значения стандартных энергий образования (\(\Delta f G^0\)) указаны в задаче и составляют -394,4 кДж/моль для СО2 и -605,2 кДж/моль для СаО.

Стандартная энергия образования показывает, сколько энергии требуется или выделяется при образовании 1 моля вещества из элементарных веществ при стандартных условиях (25 °С и 1 атм давления).

Для определения, может ли реакция протекать самопроизвольно, рассчитаем изменение свободной энергии (\(\Delta G\)) для данной реакции по формуле:

\[
\Delta G = \sum \nu_i \Delta f G^0_i
\]

где \(\Delta G\) - изменение свободной энергии реакции, \(\nu_i\) - стехиометрический коэффициент для каждого вещества, \(\Delta f G^0_i\) - стандартная энергия образования для каждого вещества.

В данной реакции стехиометрические коэффициенты для СО2 и Са равны -1, а для СаО и С равны 1. Подставим значения в формулу:

\[
\Delta G = (-1)(-394,4 \, \text{кДж/моль}) + (2)(-605,2 \, \text{кДж/моль}) + (1)(0 \, \text{кДж/моль}) + (1)(0 \, \text{кДж/моль})
\]

Упрощаем выражение:

\[
\Delta G = 788,8 - 1210,4 + 0 + 0 = -421,6 \, \text{кДж/моль}
\]

Из полученного значения видно, что изменение свободной энергии (\(\Delta G\)) для этой реакции отрицательное. Это означает, что реакция является самопроизвольной, и кальций может сгореть в атмосфере углекислого газа при стандартных условиях.

Отрицательное значение \(\Delta G\) свидетельствует о том, что реакция выделит энергию и протекает в сторону образования продуктов. В данном случае, при сгорании кальция будет образовываться оксид кальция и графит, так как образование этих веществ сопровождается выделением энергии.

Таким образом, ответ на задачу: кальций может сгореть в атмосфере углекислого газа при стандартных условиях в соответствии с данной реакцией СО2 (г) + 2Са (к) = 2СаО (к) + С (графит).