Каково направление спонтанного протекания химической реакции между газообразным CO и твердым FeO в стандартных

Максимовна

6

Для определения направления протекания химической реакции между газообразным CO и твердым FeO в стандартных условиях, мы можем использовать понятие свободной энергии Гиббса (ΔG).

Формула для вычисления ΔG выглядит следующим образом:

\[\Delta G = \Delta H - T \cdot \Delta S\]

где ΔH - изменение энтальпии, ΔS - изменение энтропии, T - температура в Кельвинах.

Для начала, нам нужно определить, какие вещества являются продуктами и реагентами в данной реакции.

В данном случае, CO является реагентом, а FeO является продуктом реакции. Следовательно, CO будет окисляться, а FeO будет восстанавливаться.

Определяем значения ΔH и ΔS для данной реакции:

ΔH(CO) = -110.53 кДж/моль
ΔH(FeO) = -264.85 кДж/моль
ΔH(CO2) = -393.51 кДж/моль
ΔH(Fe) = 0 кДж/моль

ΔS(CO) = 197.55 Дж/моль•К
ΔS(FeO) = 60.75 Дж/моль•К
ΔS(CO2) = 213.66 Дж/моль•К
ΔS(Fe) = 27.15 Дж/моль•К

Заметим, что значения ΔH и ΔS являются изменениями энтальпии и энтропии относительно исходных веществ (CO и FeO) до конечных веществ (CO2 и Fe).

Теперь определим ΔG для данной реакции при стандартных условиях (T = 298 K).

\[\Delta G = \Delta H - T \cdot \Delta S\]

\[\Delta G = (-393.51) - (-110.53) - 298 \cdot (213.66 - 197.55)\]

Выполняем вычисления:

\[\Delta G = -901.45 - 298 \cdot 16.11\]

\[\Delta G = -901.45 - 4831.78\]

\[\Delta G = -5733.23\]

Следовательно, ΔG для данной реакции равно -5733.23 кДж/моль. Отрицательное значение ΔG указывает на то, что реакция будет протекать в прямом направлении, то есть CO будет реагировать с FeO, образуя CO2 и Fe.

Таким образом, направление спонтанного протекания химической реакции между газообразным CO и твердым FeO в стандартных условиях будет в сторону образования CO2 и Fe.