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碳酸鈣分解溫度是多少度 計(jì)算題

來(lái)源 :華課網(wǎng)校 2024-08-03 02:26:30

碳酸鈣是一種常見(jiàn)的無(wú)機(jī)化合物,化學(xué)式為CaCO3。在高溫下,碳酸鈣會(huì)分解成氧化鈣(CaO)和二氧化碳(CO2),這個(gè)反應(yīng)式可以表示為:

CaCO3 → CaO + CO2

那么,碳酸鈣分解的溫度是多少度呢?這個(gè)問(wèn)題需要運(yùn)用一些基本的化學(xué)知識(shí)和計(jì)算方法來(lái)解答。

首先,我們需要知道碳酸鈣分解的反應(yīng)熱(ΔH)。根據(jù)熱力學(xué)定律,反應(yīng)熱可以用反應(yīng)物和生成物的焓值之差來(lái)表示。在標(biāo)準(zhǔn)條件下,碳酸鈣的焓值為-1206 kJ/mol,氧化鈣的焓值為-635 kJ/mol,二氧化碳的焓值為-393 kJ/mol。因此,碳酸鈣分解的反應(yīng)熱可以用以下公式計(jì)算:

ΔH = (ΔHf, CaO + ΔHf, CO2) - ΔHf, CaCO3

其中,ΔHf表示標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓,ΔHf, CaO為氧化鈣的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓,ΔHf, CO2為二氧化碳的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓,ΔHf, CaCO3為碳酸鈣的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓。代入數(shù)值可得:

ΔH = (-635 kJ/mol + (-393 kJ/mol)) - (-1206 kJ/mol) = 178 kJ/mol

這個(gè)反應(yīng)熱意味著,在碳酸鈣分解反應(yīng)中,每摩爾的反應(yīng)物需要吸收178 kJ的熱量才能發(fā)生反應(yīng)。

接下來(lái),我們可以用熱力學(xué)公式計(jì)算出碳酸鈣分解的溫度。根據(jù)熱力學(xué)定律,反應(yīng)熱可以表示為反應(yīng)焓和反應(yīng)熵的和乘以溫度的積,即:

ΔH = ΔS × T

其中,ΔS為反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)熵變,T為溫度。將碳酸鈣分解反應(yīng)的反應(yīng)熱和標(biāo)準(zhǔn)熵變代入上式:

178 kJ/mol = ΔS × T

ΔS可以從熱力學(xué)數(shù)據(jù)手冊(cè)中查得,其值為44.8 J/(mol·K)。將其代入公式可得:

T = 178 kJ/mol ÷ (44.8 J/(mol·K)) = 3982 K

這個(gè)計(jì)算結(jié)果意味著,在高達(dá)3982 K的溫度下,碳酸鈣才能分解成氧化鈣和二氧化碳。

綜上所述,碳酸鈣分解的溫度為3982 K。這個(gè)溫度相當(dāng)高,需要使用非常高的溫度才能使碳酸鈣發(fā)生分解反應(yīng)。

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