ХИМИЯ задание *** Рассчитать, при какой температуре возможно протекание реакции 4HCl + O2 = 2H2O (г) + 2Cl2

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи необходимо определить значение стандартного потенциала реакции и использовать уравнение Нернста.

Уравнение реакции: 4HCl + O2 = 2H2O (г) + 2Cl2

Сначала найдем стандартный энергетический баланс реакции:
Уравнение Гиббса реакции: ΔG° = -nFE°
n = количество передаваемых электронов = 4 + 2 = 6
E° = стандартный потенциал реакции

Стандартный энергетический баланс реакции можно представить следующим образом:
ΔG° = 2ΔG°(H2O) + 2ΔG°(Cl2) - 4ΔG°(HCl) - ΔG°(O2)

Согласно данным химическим реакциям:
ΔG°(H2O) = -237.1 кДж/моль
ΔG°(Cl2) = 0 кДж/моль (так как Cl2 в разложении в реакции не потребляется)
ΔG°(HCl) = -131 кДж/моль
ΔG°(O2) = 0 кДж/моль (так как O2 – элементарное вещество)

Подставим данные в уравнение:
ΔG° = 2(-237.1) + 20 - 4*(-131) - 0 = -474.2 + 524 = 49.8 кДж/моль

Теперь можно использовать уравнение Нернста:
ΔG = ΔG° + RTlnQ
где ΔG – свободная энергия реакции, ΔG° – стандартная свободная энергия реакции (в данном случае 49.8 кДж/моль), R – универсальная газовая постоянная, T – температура в Кельвинах, Q – константа равновесия (отношение концентраций продуктов к концентрациям реагентов в равновесной системе).

Так как продуктами реакции являются водяной пар и хлор, константа равновесия данной реакции равна:
Q = [H2O]^2[Cl2]^2 / [HCl]^4[O2]

При равновесии Q = Kc, где Kc – константа равновесия. Таким образом, для нахождения температуры, при которой реакция протекает, необходимо решить уравнение Нернста относительно Т.

Уточняющие данные для решения задачи необходимы.