题目
(本题9分)在25℃,101.3kPa下,CaSO4(s)=CaO(s)+SO3(g),已知该反应的△rH =400.3kJ·mol-1, △rS =189.6J·K-1·mol-1,问:(1)在25℃时,上述反应在能否自发进行?(2)对上述反应,是升温有利,还是降温有利?(3)计算上述反应的转折温度。.
(本题9分)在25℃,101.3kPa下,CaSO4(s)=CaO(s)+SO3(g),已知该反应的△rH =400.3kJ·mol-1, △rS =189.6J·K-1·mol-1,问:
(1)在25℃时,上述反应在能否自发进行?
(2)对上述反应,是升温有利,还是降温有利?
(3)计算上述反应的转折温度。
.题目解答
答案
解:△fGθm=△fHθm-T△rSθm=400.3-298×189.6×10-3=344(kJ·mol-1)
因△fGθm>0,故在该条件下,反应不能自发进行。(5分)
反应的△fHθm>0,升高温度有利于反应的进行(1分)
(3分)
.解析
步骤 1：计算反应的吉布斯自由能变化
根据吉布斯自由能变化公式，△rG = △rH - T△rS，其中△rH = 400.3 kJ·mol-1，△rS = 189.6 J·K-1·mol-1，T = 298 K。将这些值代入公式中，计算△rG。
步骤 2：判断反应是否自发进行
如果△rG < 0，反应在给定条件下自发进行；如果△rG > 0，反应在给定条件下不自发进行。
步骤 3：判断温度对反应的影响
根据△rH的正负，判断温度对反应的影响。如果△rH > 0，升高温度有利于反应进行；如果△rH < 0，降低温度有利于反应进行。
步骤 4：计算反应的转折温度
转折温度是指反应的吉布斯自由能变化为零时的温度，即△rG = 0。根据△rG = △rH - T△rS，当△rG = 0时，可以解出T。
根据吉布斯自由能变化公式，△rG = △rH - T△rS，其中△rH = 400.3 kJ·mol-1，△rS = 189.6 J·K-1·mol-1，T = 298 K。将这些值代入公式中，计算△rG。
步骤 2：判断反应是否自发进行
如果△rG < 0，反应在给定条件下自发进行；如果△rG > 0，反应在给定条件下不自发进行。
步骤 3：判断温度对反应的影响
根据△rH的正负，判断温度对反应的影响。如果△rH > 0，升高温度有利于反应进行；如果△rH < 0，降低温度有利于反应进行。
步骤 4：计算反应的转折温度
转折温度是指反应的吉布斯自由能变化为零时的温度，即△rG = 0。根据△rG = △rH - T△rS，当△rG = 0时，可以解出T。