Реакция протекает по уравнению ТiO2(к)+2С(к)=Тi(к)+2СО(г). ∆Н ТiO2 =- 994 кДж/моль. Вычислите ∆Н°, ∆S°,∆G°1000 к. Возможна ли эта реакция?

Вычислим для начала энтальпию реакции. Она будет равна разности энтальпий образования продуктов и реагентов, помноженных на стехиометрические коэффициенты. Энтальпии образования веществ имеют табличные значения, их можно найти в справочниках или в интернете. Учитываем, что энтальпия образования простых веществ равна нулю. И я не знаю почему у вас в условиях задачи энтальпия образования оксида титана равна -994, ее табличное значение -944 кДж/моль.

∆Н° = 2*∆Н°CO(г) - ∆Н°TiO2(к) = 2*(-110,5 кДж/моль) - (-944 кДж/моль) = 723 кДж/моль

Теперь находим энтропию процесса. Формула у нее такая же -- разность энтропий продуктов и реагентов, помноженных на стехиометрические коэффициенты. Вот только у простых веществ энтропия не равна нулю, но это все табличные значения. Также обратите внимание, что энтальпия и энтропия зависят от агрегатного состояния.

∆S° = ∆S°Ti + 2*∆S°CO - ∆S°TiO2 - 2*∆S°C = 30,6 + 2*197,5 - 50,3 + 2*5,7 = 364 Дж/(моль*К)

Теперь вычислим энергию Гиббса. Используем уравнение Гиббса-Гельмгольца:

∆G° = ∆Н° - T*∆S°

Вообще все значения переменных тут даны при стандартных условиях (т.е. 298°К), но в некотором приближении можно найти энергию Гиббса при нестандартной температуре, но используя стандартные энтальпию и энтропию реакции. Получаем:

∆G°1000К = 723 кДж/моль - 1000К*364 Дж/(моль*К) = 359 кДж

Это приблизительное значение, более точно можно определить по формуле Темкина-Шварцмана.

Обратите внимание, что энтальпия дана в кДж, а энтропия в Дж, это нужно учитывать.

Возможность протекания реакции определяется значением энергии Гиббса. Если она больше нуля, то реакция термодинамически запрещена, если меньше нуля, то процесс протекает самопроизвольно, если равна нулю, то система в равновесии.

В данном случае энергия Гиббса сильно больше нуля, а значит реакция не идет. Но! Так как энтропия и энтальпия обе больше нуля, то в какой-то момент при повышении температуры влияние энтропийного фактора (T*∆S°) станет настолько велико, что превысит значение энтальпии. Тогда значение энергии Гиббса станет отрицательным и реакция будет протекать.