Какова энергия Гиббса для реакции NiO(к) + Pb(к) = Ni(к) + PbO(к) при температуре 527 градусов Цельсия? Как можно

Содержание: Энергия Гиббса и направление реакции

Объяснение: Энергия Гиббса (G) - это функция состояния, которая позволяет определить, будет ли реакция самопроизвольной или нет при определенных условиях. Она связана с энтальпией (H) и энтропией (S) системы следующим образом: G = H - T*S, где T - температура в Кельвинах.

Для решения задачи нужно знать энтальпию и энтропию каждого компонента реакции. Предположим, что известны энергии Гиббса образования каждого компонента в стандартном состоянии при 25 градусах Цельсия (298 К): ΔGf(NiO) = -250 кДж/моль, ΔGf(PbO) = -194 кДж/моль, ΔGf(Ni) = 0 кДж/моль, ΔGf(Pb) = 0 кДж/моль.

Для вычисления энергии Гиббса реакции используется формула: ΔG = Σ(ΔGf(продукты)) - Σ(ΔGf(реактивы))

ΔG = (0 кДж/моль + (-194 кДж/моль)) - ((-250 кДж/моль) + 0 кДж/моль) = -56 кДж/моль

Так как ΔG < 0, то реакция будет самопроизвольной при температуре 527 градусов Цельсия.

Температура в состоянии термодинамического равновесия системы зависит от ΔG и рассчитывается по формуле: ΔG = ΔH - TΔS, где ΔH - изменение энтальпии системы, ΔS - изменение энтропии системы.

Демонстрация: Вычислите энергию Гиббса для реакции CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(г) при температуре 298 К.

Совет: Чтобы лучше понять направление самопроизвольности реакции, важно знать, что при ΔG < 0 реакция происходит самопроизвольно в прямом направлении, при ΔG > 0 реакция происходит самопроизвольно в обратном направлении, а при ΔG = 0 реакция находится в равновесии.

Практика: Вычислите энергию Гиббса для реакции 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(г) при 500 градусах Цельсия. Сделайте вывод о направлении самопроизвольности реакции и определите температуру равновесия.