题目
1.实验室制氯气的反应 (O)_(2)(s)+4(H)^+(aq)+2Cl(aq)=(Cl)_(2)(g)+(Mn)^2+(aq)+2(H)_(2)O(l)-|||-已知 Delta (H)^circ m . -520 0 -167.2 0 -220.8 . -285.8-|||-Sθm 53.1 .0 56.5223.1 -73.6 70.0-|||-试计算:(1)在热力学标准态下,298K时,该反应能否自发?-|||-(2)在373K, cdot (Kg)^-1 浓盐酸中,该反应能否用于制取氯气?(其它各-|||-物质均为标准态)
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算反应的焓变（ΔH°m）
根据给定的焓变数据，计算反应的焓变（ΔH°m）：
$$
\Delta H^{\circ}m = 2 \times (-285.8) + (-220.8) - 2 \times (-167.2) - (-520) = 62 \text{ kJ/mol}
$$
步骤 2：计算反应的熵变（ΔS°m）
根据给定的熵变数据，计算反应的熵变（ΔS°m）：
$$
\Delta S^{\circ}m = 2 \times 70 - 73.6 + 223.1 - 2 \times 56.5 - 53.1 = 123.45 \text{ J/mol·K}
$$
步骤 3：计算反应的吉布斯自由能变（ΔG°m）
根据给定的温度（298K），计算反应的吉布斯自由能变（ΔG°m）：
$$
\Delta G^{\circ}m = \Delta H^{\circ}m - T \times \Delta S^{\circ}m = 62 - 298 \times 123.45 \times 10^{-3} = 25.23 \text{ kJ/mol}
$$
步骤 4：判断反应在298K时是否自发
由于 $\Delta G^{\circ}m > 0$，所以在给定条件下反应不能自发进行。
步骤 5：计算反应在373K时的焓变（ΔH°m）
根据给定的温度（373K），计算反应的焓变（ΔH°m）：
$$
\Delta H^{\circ}m_{373} = \Delta H^{\circ}m - T \times \Delta S^{\circ}m = 62 - 373 \times 123.45 \times 10^{-3} = 15.97 \text{ kJ/mol}
$$
步骤 6：计算反应在373K时的吉布斯自由能变（ΔG°m）
根据给定的温度（373K），计算反应的吉布斯自由能变（ΔG°m）：
$$
\Delta G^{\circ}m_{373} = \Delta H^{\circ}m_{373} + RT \ln \left(\frac{100}{100}\right) = 15.97 + 8.314 \times 10^{-3} \times 373 \times \ln \left(\frac{100}{100}\right) = -30.28 \text{ kJ/mol}
$$
步骤 7：判断反应在373K时是否自发
由于 $\Delta G^{\circ}m_{373} < 0$，所以在给定条件下反应可以自发进行。
根据给定的焓变数据，计算反应的焓变（ΔH°m）：
$$
\Delta H^{\circ}m = 2 \times (-285.8) + (-220.8) - 2 \times (-167.2) - (-520) = 62 \text{ kJ/mol}
$$
步骤 2：计算反应的熵变（ΔS°m）
根据给定的熵变数据，计算反应的熵变（ΔS°m）：
$$
\Delta S^{\circ}m = 2 \times 70 - 73.6 + 223.1 - 2 \times 56.5 - 53.1 = 123.45 \text{ J/mol·K}
$$
步骤 3：计算反应的吉布斯自由能变（ΔG°m）
根据给定的温度（298K），计算反应的吉布斯自由能变（ΔG°m）：
$$
\Delta G^{\circ}m = \Delta H^{\circ}m - T \times \Delta S^{\circ}m = 62 - 298 \times 123.45 \times 10^{-3} = 25.23 \text{ kJ/mol}
$$
步骤 4：判断反应在298K时是否自发
由于 $\Delta G^{\circ}m > 0$，所以在给定条件下反应不能自发进行。
步骤 5：计算反应在373K时的焓变（ΔH°m）
根据给定的温度（373K），计算反应的焓变（ΔH°m）：
$$
\Delta H^{\circ}m_{373} = \Delta H^{\circ}m - T \times \Delta S^{\circ}m = 62 - 373 \times 123.45 \times 10^{-3} = 15.97 \text{ kJ/mol}
$$
步骤 6：计算反应在373K时的吉布斯自由能变（ΔG°m）
根据给定的温度（373K），计算反应的吉布斯自由能变（ΔG°m）：
$$
\Delta G^{\circ}m_{373} = \Delta H^{\circ}m_{373} + RT \ln \left(\frac{100}{100}\right) = 15.97 + 8.314 \times 10^{-3} \times 373 \times \ln \left(\frac{100}{100}\right) = -30.28 \text{ kJ/mol}
$$
步骤 7：判断反应在373K时是否自发
由于 $\Delta G^{\circ}m_{373} < 0$，所以在给定条件下反应可以自发进行。