a) Để tính hiệu ứng nhiệt (ΔH) của phản ứng trên ở nhiệt độ 298 K và 1350 K, ta sử dụng công thức: ΔH = Σ(nAfH298) - Σ(nAfH1350) Trong đó: - n là số mol của từng chất tham gia phản ứng - AfH298 là enthalpy hình thành ở 298 K - AfH1350 là enthalpy hình thành ở 1350 K Theo phản ứng cân bằng: 2Cl2 (g) + 2H2O (g) -> 4HCl (g) + O2 (g) Ta thấy rằng số mol của Cl2, H2O, HCl và O2 đều là 1. ΔH = (1 * 0 + 1 * (-241,83) + 4 * (-92,31) + 1 * 0) - (1 * 0 + 1 * (-241,83) + 4 * (-92,31) + 1 * 186,7) ΔH = -369,24 kJ/mol b) Để tính hằng số cân bằng Kp tại 298 K cho phản ứng trên, ta sử dụng công thức: ΔG = -RTlnKp Trong đó: - ΔG là tự do năng Gibbs - R là hằng số khí lý (8,314 J/(K mol)) - T là nhiệt độ (298 K) - Kp là hằng số cân bằng Theo phản ứng cân bằng: 2Cl2 (g) + 2H2O (g) -> 4HCl (g) + O2 (g) Ta thấy rằng số mol của Cl2, H2O, HCl và O2 đều là 1. ΔG = -RTlnKp ΔG = -8,314 J/(K mol) * 298 K * lnKp ΔG = -2476,972 J/mol * lnKp Vì ΔG = ΔH - TΔS, ta có: ΔH = -369,24 kJ/mol ΔS = Σ(nAS298) = (2 * 33,56) - (2 * 205,03) - (4 * 222,91) + (1 * 186,7) = -1020,64 J/(K mol) -369,24 kJ/mol = -2476,972 J/mol * lnKp - 298 K * (-1020,64 J/(K mol)) lnKp = (-369,24 kJ/mol + 298 K * (-1020,64 J/(K mol))) / (-2476,972 J/mol) lnKp = 0,491 Kp = e^0,491 Kp = 1,634 c) Để xác định nhiệt độ mà tại đó phản ứng đạt trạng thái cân bằng, ta sử dụng công thức: ΔG = ΔH - TΔS Với ΔG = 0 (trạng thái cân bằng), ta có: 0 = -369,24 kJ/mol - T * (-1020,64 J/(K mol)) T = -(-369,24 kJ/mol) / (-1020,64 J/(K mol)) T = 361,15 K Vậy nhiệt độ mà tại đó phản ứng đạt trạng thái cân bằng là 361,15 K.
.