Формула простого вещества галогена зависит от указанного галогена.
а) Формула простого вещества фтора - F2. Галогеном является фтор, и он существует в виде двухатомной молекулы, то есть каждый атом фтора образует химическую связь с другим атомом фтора.
б) Формула простого вещества фторида - F-. В данном случае фтор выступает как отрицательный ион, получивший один лишний электрон и образовавший отрицательный заряд. У галогенов есть способность образовывать отрицательные ионы, поэтому фтор может существовать в виде таких ионов.
в) Здесь указан кислород и формула вещества не относится к галогенам. Формула простого вещества кислорода - O2. Кислород существует в виде двухатомной молекулы, где каждый атом кислорода образует химическую связь с другим атомом кислорода.
г) Формула простого вещества оксида - O. Здесь также указан кислород, но уже в одноатомной форме. Оксид кислорода, также известный как молекулярный кислород, существует в виде одноатомных молекул, где каждый атом кислорода не образует связь с другими атомами.
В итоге, формула простого вещества галогена может быть a) F2 и б) F-. Другие варианты формулы не относятся к галогенам.
Проанализируем энтальпийные и энтропийные факторы в данной реакции для определения ее возможности при стандартных условиях.
1. Энтальпийный фактор:
Энтальпия (ΔH) — это мера изменения энергии реакции. Для данной реакции нам нужно сравнить энтальпию продуктов и реагентов.
Реакция: FeO + Cu ↔ CuO + Fe
Сравним энтальпию реагентов и продуктов:
- FeO: для определения энтальпии FeO, мы должны найти его стандартную энтальпию образования (ΔHf) из элементарных веществ. Предположим, что данная информация предоставлена и ΔHf(FeO) = -272 kJ/mol.
- Cu: поскольку мы предполагаем, что реагенты находятся в стандартном состоянии, ΔHf(Cu) = 0 (так как рассматривается вещество в его стандартном состоянии).
- CuO: ΔHf(CuO) = -160 kJ/mol.
- Fe: ΔHf(Fe) = 0 (так как рассматривается вещество в его стандартном состоянии).
Таким образом, изменение энтальпии (ΔH) для данной реакции составляет +112 кДж/моль. Это положительное значение указывает на поглощение тепла или эндотермическую реакцию. Это означает, что при стандартных условиях реакция будет неспонтанной, так как потребуется постоянное поступление энергии.
2. Энтропийный фактор:
Энтропия (ΔS) — это мера хаотичности системы. При анализе энтропийного фактора следует учесть изменение количества веществ и их состояние.
- FeO: принимая, что FeO является твердым веществом, его энтропия будет мала.
- CuO: также предположим, что CuO является твердым веществом и его энтропия невелика.
- Cu: предположим, что Cu находится в твердом состоянии, что также приводит к низкой энтропии.
- Fe: тоже самое, Fe находится в твердом состоянии, что приводит к низкой энтропии.
Исходя из этих допущений, изменение энтропии (ΔS) для данной реакции будет близко к нулю или даже отрицательным, так как образование твердых продуктов идет из твердых реагентов и не привносит значительные изменения в хаотичность системы.
Итак, данная реакция будет иметь невысокое положительное или даже отрицательное изменение энтропии.
- Возможность реакции при стандартных условиях:
Так как изменение энтальпии (ΔH) положительно и изменение энтропии (ΔS) слабо положительное или даже отрицательное, соответствующее изменение свободной энергии (ΔG) для реакции будет положительным (ΔG = ΔH - TΔS), а значит, реакция не будет спонтанной при стандартных условиях.
- Возможность реакции при разных температурах:
Согласно уравнению ΔG = ΔH - TΔS, реакция может быть термодинамически разрешена, если изменение Гиббса (ΔG) отрицательно. Это будет возможно, если значение TΔS превышает значение ΔH. Для достижения этого, температура должна быть достаточно высокой, чтобы компенсировать положительное изменение энтальпии (ΔH). То есть, реакция будет разрешена при температуре, выше которой TΔS станет больше, чем ΔH.
ответ смотри во вложении