Возможно ли самопроизвольное протекание реакции 2СО2(г) = 2СО(г) + О2(г), (ΔS = -84 Дж/моль⋅ К, ΔН = 307 кДж/моль, Т = 367 К)?
Чтобы определить, возможно ли самопроизвольное протекание реакции
\[ 2 \text{CO}_2(g) \rightleftharpoons 2 \text{CO}(g) + \text{O}_2(g) \]
при данных условиях, можно использовать критерий самопроизвольности, основанный на изменении свободной энергии Гиббса (\( \Delta G \)).
Формула для изменения свободной энергии:
\[ \Delta G = \Delta H - T \Delta S \]
где:
- \( \Delta H \) — изменение энтальпии,
- \( T \) — температура в кельвинах,
- \( \Delta S \) — изменение энтропии.
Подставим известные значения:
- \( \Delta H = 307 \, \text{кДж/моль} = 307000 \, \text{Дж/моль} \)
- \( T = 367 \, \text{К} \)
- \( \Delta S = -84 \, \text{Дж/моль⋅К} \)
Теперь вычислим \( \Delta G \):
\[ \Delta G = 307000 \, \text{Дж/моль} - (367 \, \text{К} \cdot (-84 \, \text{Дж/моль⋅К})) \]
Вычислим вторую часть:
\[ 367 \cdot (-84) = -30708 \, \text{Дж/моль} \]
Так что:
\[ \Delta G = 307000 \, \text{Дж/моль} + 30708 \, \text{Дж/моль} = 337708 \, \text{Дж/моль} \]
Поскольку \( \Delta G > 0 \), это указывает на то, что реакция не является самопроизвольной при данной температуре. Таким образом, можно сделать вывод, что в условиях, описанных в вопросе, самопроизвольное протекание данной реакции невозможно.
