Để đánh giá mức độ tự diễn biến của một phản ứng tại nhiệt độ T, người ta dựa vào đại lượng biến thiên năng lượng tự do Gibbs (). Nếu : phản ứng không tự xảy ra; : phản ứng tự xảy ra. Giá trị của đại lượng này được tính theo biểu thức:
Trong đó:
- T: nhiệt độ tính theo thang Kelvin (K);
- : Biến thiên enthalpy của phản ứng;
- : Biến thiên entropy của phản ứng (đại lượng đặc trưng cho độ mất trật tự của hệ ở một trạng thái và điều kiện xác định).
Tính giá trị thấp nhất của T (làm tròn đến hàng đơn vị) để phản ứng sau tự xảy ra:
Cho biết: và nhiệt tạo thành chuẩn của các chất như sau:
Chất (kJ.mol) -1207,0 -635,0 -393,5
Giả sử và của quá trình không phụ thuộc vào nhiệt độ.
Đáp số:....................
Để đánh giá mức độ tự diễn biến của một phản ứng tại nhiệt độ T, người ta dựa vào đại lượng biến thiên năng lượng tự do Gibbs (). Nếu : phản ứng không tự xảy ra; : phản ứng tự xảy ra. Giá trị của đại lượng này được tính theo biểu thức:
Trong đó:
- T: nhiệt độ tính theo thang Kelvin (K);
- : Biến thiên enthalpy của phản ứng;
- : Biến thiên entropy của phản ứng (đại lượng đặc trưng cho độ mất trật tự của hệ ở một trạng thái và điều kiện xác định).
Tính giá trị thấp nhất của T (làm tròn đến hàng đơn vị) để phản ứng sau tự xảy ra:
Cho biết: và nhiệt tạo thành chuẩn của các chất như sau:
Giả sử và của quá trình không phụ thuộc vào nhiệt độ.
Đáp số:....................
Trong đó:
- T: nhiệt độ tính theo thang Kelvin (K);
- : Biến thiên enthalpy của phản ứng;
- : Biến thiên entropy của phản ứng (đại lượng đặc trưng cho độ mất trật tự của hệ ở một trạng thái và điều kiện xác định).
Tính giá trị thấp nhất của T (làm tròn đến hàng đơn vị) để phản ứng sau tự xảy ra:
Cho biết: và nhiệt tạo thành chuẩn của các chất như sau:
| Chất | |||
|---|---|---|---|
| (kJ.mol) | -1207,0 | -635,0 | -393,5 |
Giả sử và của quá trình không phụ thuộc vào nhiệt độ.
Đáp số:....................
Đáp án chính thức: 1121 K (hay 848 °C)
Hướng dẫn giải chi tiết
Biến thiên enthalpy của phản ứng phân hủy CaCO₃ ở điều kiện chuẩn là:
Biến thiên năng lượng tự do Gibbs được tính theo biểu thức là:
Để phản ứng có thể tự diễn biến thì . Suy ra:
Vậy nhiệt độ thấp nhất để phản ứng phân hủy CaCO₃ có thể tự diễn biến là 1121 K (hay 848 °C)
Biến thiên năng lượng tự do Gibbs được tính theo biểu thức là:
Để phản ứng có thể tự diễn biến thì . Suy ra:
Vậy nhiệt độ thấp nhất để phản ứng phân hủy CaCO₃ có thể tự diễn biến là 1121 K (hay 848 °C)