Вычислить ΔG0298 для реакции: CaCO3(к)=CaO(к)+CO2(г) при 25, 500 и 1500 ºС. Зависимость ΔН0298 и ΔS0298 от температуры пренебречь.

Для вычисления ΔG0298 (изменения свободной энергии Гиббса при стандартных условиях температуры и давления) для данной реакции, нам потребуется знание значений свободных энергий образования для каждого из реагентов и продуктов.

Значение ΔG0298 можно вычислить с использованием уравнения Гиббса-Гельмгольца, которое выглядит следующим образом:

ΔG = ΔH - TΔS

где
ΔG - изменение свободной энергии Гиббса
ΔH - изменение энтальпии (теплоты) реакции
T - абсолютная температура в Кельвинах
ΔS - изменение энтропии реакции

Для данного вопроса нам дано, что зависимость ΔН0298 и ΔS0298 от температуры должны быть пренебрежены, что означает, что мы можем предположить, что их значения не меняются при изменении температуры. Таким образом, мы можем считать их постоянными значениями.

Давайте начнем с вычисления ΔG0298 при 25 ºС. Нам понадобятся значения свободной энергии образования для CaCO3, CaO и CO2 при данной температуре.

ΔG0298 = ΔG°f(CaO) + ΔG°f(CO2) - ΔG°f(CaCO3)

В справочной литературе мы можем найти следующие значения свободных энергий образования при 25 ºC (298 K):

ΔG°f(CaO) = -635 kJ/mol
ΔG°f(CO2) = -394 kJ/mol
ΔG°f(CaCO3) = -1128 kJ/mol

Подставим эти значения в уравнение:

ΔG0298 = (-635 kJ/mol) + (-394 kJ/mol) - (-1128 kJ/mol)
= -635 kJ/mol - 394 kJ/mol + 1128 kJ/mol
= 99 kJ/mol

Теперь перейдем к вычислению ΔG0298 при 500 ºС и 1500 ºС. Так как нам дано, что зависимость ΔН0298 и ΔS0298 от температуры пренебрежима, мы можем предположить, что значения ΔН0298 и ΔS0298 для реакции также не изменятся.

ΔG0298 = ΔH - TΔS

Так как ΔH и ΔS считаются постоянными, величина ΔG0298 будет изменяться только в зависимости от температуры.

Для вычисления ΔG0298 при 500 ºС и 1500 ºС, нам нужно перевести температуру в Кельвины.

500 ºC = 773 K
1500 ºC = 1773 K

Затем мы можем использовать ту же формулу для вычисления ΔG0298 при новых температурах.

ΔG0500 = ΔG°f(CaO) + ΔG°f(CO2) - ΔG°f(CaCO3)
ΔG1500 = ΔG°f(CaO) + ΔG°f(CO2) - ΔG°f(CaCO3)

Подставляя значения ΔG°f для CaO, CO2 и CaCO3 при 500 ºC (773 K) и 1500 ºC (1773 K) из справочной литературы, можно вычислить ΔG0298 для каждой из этих температур, используя ту же формулу:

ΔG0500 = (-635 kJ/mol) + (-394 kJ/mol) - (-1128 kJ/mol)
= -635 kJ/mol - 394 kJ/mol + 1128 kJ/mol
= 99 kJ/mol

ΔG1500 = (-635 kJ/mol) + (-394 kJ/mol) - (-1128 kJ/mol)
= -635 kJ/mol - 394 kJ/mol + 1128 kJ/mol
= 99 kJ/mol

Таким образом, ΔG0298 для реакции CaCO3(к) = CaO(к) + CO2(г) при 25, 500 и 1500 ºС равен 99 кДж/моль для всех этих температур.