利用下表数据,通过计算说明白云石与透辉石的下列转变反应,在298.15 K和标准条件下,自发进行的方向以及下列反应的标准平衡常数K。(10分)CaMg(CO3)2(白云石,s ) + 2SiO2(石英,s ) = CaMg(SiO3)2(透辉石,s) + 2CO2(g)
利用下表数据,通过计算说明白云石与透辉石的下列转变反应,在298.15 K和标准条件下,自发进行的方向以及下列反应的标准平衡常数K
。(10分)
CaMg(CO3)2(白云石,s ) + 2SiO2(石英,s ) = CaMg(SiO3)2(透辉石,s) + 2CO2(g)
题目解答
答案
解: ∆rH
(298.15k)= ∆fH(CaMg(SiO3)2)+ 2∆fH(CO2)-
∆fH(CaMg(CO3)2)-2∆fH(SiO2)
=[-3210.76+2×(-393.51)-(-2324.48)- 2×(-910.70)] KJ.mol-1
= 148.1 kJ.mol-1 2分
同理可得:∆rS(298.15K) = (143.09+2×213.68-155.19-2×41.46) KJ.mol-1
=332.34 J.mol-1.K-1 , 2分
∆rG(298.15K) = ∆rH(298.15K) - T∆rS(298.15K) 1分
=(148.1-298.15×10-3×332.34) KJ.mol-1
=49.01kJ.mol-1>0 1分
所以反应逆向自发 1分
(2) ln K(298.15K) = -∆rG/(RT) 1分=-49.01/8.315×10×298.15=19.77 1分
K(298.15 K) = 2.59 × 10-9 1分
解析
根据标准生成焓数据，计算反应的标准焓变（∆rH①）。
步骤 2：计算反应的标准熵变
根据标准熵数据，计算反应的标准熵变（∆rS①）。
步骤 3：计算反应的标准吉布斯自由能变
根据标准焓变和标准熵变，计算反应的标准吉布斯自由能变（∆rG①）。
步骤 4：判断反应的自发性
根据∆rG①的正负判断反应的自发性。
步骤 5：计算标准平衡常数
根据∆rG①计算标准平衡常数K。