Giải chi tiết Câu 6 Bài 4. Entropy và biến thiên năng lượng tự do Gibbs – Chuyên đề học tập Hóa 10 Cánh diều. Hướng dẫn: Tính entropy theo CT.
Câu hỏi/Đề bài:
Ở điều kiện thường (coi là 25oC, 1 bar), có tự xảy ra quá trình sắt bị biến đổi thành Fe2O3(s) (có trong thành phần gỉ sắt) được không?
Hướng dẫn:
Tính entropy theo CT
\({\Delta _r}S_{298}^o = \sum {S_{298}^o(sp) – } \sum {S_{298}^o(cd)} \)
Tính Năng lượng tự do Gibbs theo CT:
\({\Delta _r}G_T^o = {\Delta _r}H_T^o – T.{\Delta _r}S_T^o\)
\({\Delta _r}{G_T} > 0\) -> phản ứng không tự xảy ra
\({\Delta _r}{G_T} phản ứng tự xảy ra
Lời giải:
4Fe(s) + 3O2(g) → 2Fe2O3(s)
\(\begin{array}{l}{\Delta _r}H_{298}^o = 2.{\Delta _f}H_{298}^o(F{e_2}{O_3}(s)) – 3.{\Delta _f}H_{298}^o({O_2}(g)) – 4.{\Delta _f}H_{298}^o(Fe(s))\\{\Delta _r}H_{298}^o = 2.( – 824,2) – 3.0 – 4.0 = – 1648,4kJ\\{\Delta _r}S_{298}^o = 2.S_{298}^o(F{e_2}{O_3}(s)) – 3.S_{298}^o({O_2}(g)) – 4.S_{298}^o(Fe(s))\\{\Delta _r}S_{298}^o = 2.87,4 – 3.205,2 – 4.27,3 = – 550J.{K^{ – 1}}\end{array}\)
\({\Delta _r}G_{298}^o = {\Delta _r}H_{298}^o – T.{\Delta _r}S_{298}^o\) = -1648,4.103 – 298.(-550) = -1484500 J < 0
=> Ở điều kiện thường có thể tự xảy ra quá trình sắt bị biến đổi thành Fe2O3(s)