На какой температуре давление CO2 над CaCo3 составит 100 кПа, если при 1035 К давление равно 13,332 кПа? Каков тепловой эффект реакции CaCo3=CO2+CaO при 1035 К равен 167,91 кДж/моль. Предположим, что в данном диапазоне температур тепловой эффект реакции не зависит от температуры.
Солнечная_Радуга
Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать уравнение Гиббса-Гельмгольца:
\(\Delta G = \Delta H - T\Delta S\),
где \(\Delta G\) - свободная энергия реакции, \(\Delta H\) - энтальпия реакции, \(\Delta S\) - изменение энтропии реакции, а \(T\) - температура.
Сначала нам нужно найти изменение свободной энергии реакции \(\Delta G\). Мы знаем, что связь между \(\Delta G\) и давлением \(\Delta P\) задается следующим образом:
\(\Delta G = -RT\ln{\Delta P}\),
где \(R\) - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)), \(T\) - температура, а \(\ln\) - натуральный логарифм.
Мы знаем, что при 1035 К давление равно 13,332 кПа, поэтому:
\(-RT\ln{13332} = \Delta G_1\),
где \(\Delta G_1\) - свободная энергия при 1035 К.
С помощью этого уравнения мы можем найти свободную энергию при 100 кПа:
\(-RT\ln{100} = \Delta G_2\),
где \(\Delta G_2\) - свободная энергия при 100 кПа.
Теперь нам нужно найти изменение энтальпии \(\Delta H\). Мы можем использовать следующее уравнение:
\(\Delta G = \Delta H - T\Delta S\).
Для этого нам нужно знать значения \(\Delta G_1\) и \(\Delta G_2\) и значение \(\Delta S\). Однако, по условию задачи сказано, что в данном диапазоне температур изменение теплового эффекта реакции не зависит от температуры. То есть, \(\Delta H\) остается неизменным при различных температурах.
Теперь мы можем решить задачу. Найдем разницу свободной энергии при 1035 К и при 100 КПа:
\(\Delta G = \Delta G_2 - \Delta G_1\).
Итак, подставляем значения:
\(\Delta G = -RT\ln{100} - (-RT\ln{13332})\).
Теперь остается только вычислить эту разницу.
\(\Delta G = \Delta H - T\Delta S\),
где \(\Delta G\) - свободная энергия реакции, \(\Delta H\) - энтальпия реакции, \(\Delta S\) - изменение энтропии реакции, а \(T\) - температура.
Сначала нам нужно найти изменение свободной энергии реакции \(\Delta G\). Мы знаем, что связь между \(\Delta G\) и давлением \(\Delta P\) задается следующим образом:
\(\Delta G = -RT\ln{\Delta P}\),
где \(R\) - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)), \(T\) - температура, а \(\ln\) - натуральный логарифм.
Мы знаем, что при 1035 К давление равно 13,332 кПа, поэтому:
\(-RT\ln{13332} = \Delta G_1\),
где \(\Delta G_1\) - свободная энергия при 1035 К.
С помощью этого уравнения мы можем найти свободную энергию при 100 кПа:
\(-RT\ln{100} = \Delta G_2\),
где \(\Delta G_2\) - свободная энергия при 100 кПа.
Теперь нам нужно найти изменение энтальпии \(\Delta H\). Мы можем использовать следующее уравнение:
\(\Delta G = \Delta H - T\Delta S\).
Для этого нам нужно знать значения \(\Delta G_1\) и \(\Delta G_2\) и значение \(\Delta S\). Однако, по условию задачи сказано, что в данном диапазоне температур изменение теплового эффекта реакции не зависит от температуры. То есть, \(\Delta H\) остается неизменным при различных температурах.
Теперь мы можем решить задачу. Найдем разницу свободной энергии при 1035 К и при 100 КПа:
\(\Delta G = \Delta G_2 - \Delta G_1\).
Итак, подставляем значения:
\(\Delta G = -RT\ln{100} - (-RT\ln{13332})\).
Теперь остается только вычислить эту разницу.
Знаешь ответ?