Дано:
m (O2) = 4 г
Найти:
m (H2O) - ?
1) Написать уравнение реакции:
2H2O => 2H2 + O2;
2) Вычислить молярные массы O2 и H2O:
M (O2) = Mr (O2) = Ar (O) * N (O) = 16 * 2 = 32 г/моль;
M (H2O) = Mr (H2O) = Ar (H) * N (H) + Ar (O) * N (O) = 1 * 2 + 16 * 1 = 18 г/моль;
3) Вычислить количество вещества O2:
n (O2) = m (O2) / M (O2) = 4 / 32 = 0,125 моль;
4) Определить количество вещества H2O:
n (H2O) = n (O2) * 2 = 0,125 * 2 = 0,25 моль;
5) Вычислить массу H2O:
m (H2O) = n (H2O) * M (H2O) = 0,25 * 18 = 4,5 г.
ответ: Масса H2O составляет 4,5 г.
Изменение свободной энергии Гиббса ΔG⁰ для данной реакции рассчитывается по формуле:
∆G (реакции) = ∆H(реакции) – T∆S (реакции)
1) Изменение энтальпии реакции равно разности между суммой энтальпий образования продуктов реакции и суммой энтальпий образования исходных веществ (с учетом стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции). Используя справочник физико-химических величин определяем ∆H:
∆H⁰ (реакции) = Σ ni ∆H(прод) - Σ ni ∆H(исх.)
∆H⁰ (реакции) = 3*∆H⁰ (Н2О)(ж) – ∆H⁰ (Fe2O3) (к) = 3 ⋅ ( - 285,8) - ( - 822,0) = - 35,4 кДж
2) Находим ∆S⁰(реакции:
∆S⁰(реакции) = [2*∆S⁰ (Fe) + 3*∆S⁰(Н2О)(ж)] – [∆S⁰(Fe2O3) (к) +3*∆S⁰(Н2)(г)] = (3 ⋅ 70,1 + 2 ⋅ 2,27) - (87,0 + 3 ⋅ 130,5) = = – 213,8 Дж/К = – 0,2138 кДж/К
3) Находим ∆G:
∆G = ∆H – T*∆S = –35,4 – 298*(– 0,2138) = -35,4 + 63,7 = 28,34 кДж
Положительное значение ΔG указывает на невозможность самопроизвольного протекания данной реакции при стандартных условиях.
