14.9. Cho các phản ứng:CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2(g) $\Delta _{r}H_{298}^{o}$= + 178,49 kJC2H5OH (l)...

a) Phương pháp giải:

- Để xác định phản ứng nào có thể tự xảy ra sau giai đoạn khởi mào ban đầu, ta cần so sánh định luật II của Nernst với hằng số Gibbs tự do của từng phản ứng. Nếu $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ < 0 thì phản ứng có thể tự xảy ra, ngược lại nếu $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ > 0 thì phản ứng không thể tự xảy ra.

- Để xác định lượng nhiệt cần cho quá trình nhiệt phân hoàn toàn 0,1 mol CaCO3, ta cần tính lượng nhiệt cần cho phản ứng chuyển CaCO3 thành CaO, rồi dựa vào hiệu suất 100% để tính lượng chất cần dùng.

b) Câu trả lời:

a) Phản ứng nung vôi không tự xảy ra do $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ > 0 nên cần nguồn nhiệt ngoài. Hai phản ứng còn lại có thể tự xảy ra sau giai đoạn khởi mào do $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ < 0.

b) Lượng nhiệt cần để thu được 0,1 mol CaO là 0,1 × 178,49 = +17,849 kJ.
- Lượng C2H5OH (I) cần dùng: $\frac{17,849}{1370,7}$ = 0,013 mol → ethanol = 0,013 mol x 46 g/mol = 0,598 g.
- Lượng C (graphite, s) cần dùng: $\frac{17,849}{393,51}$ = 0,045 mol → graphite = 0,045 mol x 12 g/mol = 0,54 g.