Решим задачу за 30 минут!
Опубликуй вопрос и получи ответ со скидкой 20% по промокоду helpstat20

1. Для решения первой задачи нам нужно найти количество теплоты, выделяющейся при сгорании ацетилена (C2H2). Для этого мы используем энтальпии образования соответствующих продуктов сгорания.

Соответствующие энтальпии образования:
ΔfHo(C2H2) = +226.8 кДж/моль
ΔfHo(CO2) = -393.5 кДж/моль
ΔfHo(H2O) = -285.8 кДж/моль

Молярная масса ацетилена (C2H2) составляет 26 г/моль. Мы ищем количество теплоты для 2.6 г ацетилена, что составляет 0,1 моль (2.6 г / 26 г/моль).

Используем уравнение реакции сгорания ацетилена:
C2H2 + 2.5 O2 → 2 CO2 + H2O

Наша реакция требует 2.5 моль кислорода для каждого моля C2H2, следовательно, нам потребуется 0,25 моль O2 (2.6 г / 26 г/моль * 2.5 моль O2/моль C2H2).
Таким образом, мы умножаем энтальпию образования для каждого продукта на количество моль этого продукта:
Q = (ΔfHo(CO2) * 2) + (ΔfHo(H2O) * 1)
Q = (-393.5 кДж/моль * 2) + (-285.8 кДж/моль * 1)
Q = -787 кДж/моль – 285.8 кДж/моль
Q = -1072.8 кДж/моль

Теплота, выделяющаяся при сгорании 2.6 г ацетилена, составляет -1072.8 кДж.

2. Для определения направления самопроизвольного протекания химической реакции в стандартных условиях используем разность стандартных энтропий и энтальпий.

Соответствующие энтальпии образования:
ΔfHo(CO) = -110.53 кДж/моль
ΔfHo(FeO) = -264.85 кДж/моль
ΔfHo(CO2) = -393.51 кДж/моль
ΔfHo(Fe) = 0 кДж/моль

Соответствующие энтропии:
ΔSo(CO) = -197.91 Дж/моль∙К
ΔSo(FeO) = 66.53 Дж/моль∙К
ΔSo(CO2) = 213.74 Дж/моль∙К
ΔSo(Fe) = 27.28 Дж/моль∙К

ΔrHo = ΣΔfHo(products) – ΣΔfHo(reactants)
ΔrHo = (ΔfHo(CO2) + ΔfHo(Fe)) – (ΔfHo(CO) + ΔfHo(FeO))
ΔrHo = (-393.51 кДж/моль + 0 кДж/моль) – (-110.53 кДж/моль – 264.85 кДж/моль)
ΔrHo = -393.51 кДж/моль + 110.53 кДж/моль + 264.85 кДж/моль
ΔrHo = -18.13 кДж/моль

ΔrSo = ΣΔSo(products) – ΣΔSo(reactants)
ΔrSo = (ΔSo(CO2) + ΔSo(Fe)) – (ΔSo(CO) + ΔSo(FeO))
ΔrSo = (213.74 Дж/моль∙К + 27.28 Дж/моль∙К) – (-197.91 Дж/моль∙К + 66.53 Дж/моль∙К)
ΔrSo = 241.02 Дж/моль∙К + 264.44 Дж/моль∙К
ΔrSo = 505.46 Дж/моль∙К

Теперь мы можем использовать формулу свободной энергии Гиббса (ΔG = ΔrHo – TΔrSo), чтобы определить направление реакции при 298 K (температура в стандартных условиях).

ΔG = -18.13 кДж/моль – (298 K * 0.50546 кДж/моль∙К)
ΔG = -18.13 кДж/моль – 150.12 кДж/моль
ΔG = -168.25 кДж/моль

Если ΔG отрицательна, реакция идет вправо (протекает самопроизвольно), в противном случае, реакция идет влево (не протекает самопроизвольно). В данном случае, ΔG равно -168.25 кДж/моль, что отрицательно, поэтому реакция CO(г) + FeO(кр) = CO2(г) + Fe(кр) протекает самопроизвольно в стандартных условиях.