Hãy đánh giá khả năng tự xảy ra của phản ứng sau ở nhiệt độ chuẩn: 2Al(s) + 3H2O(l) → Al2O3(s) + 3H2(g)

Giải Chuyên đề Hóa 10 Cánh diều Bài 4: Entropy và biến thiên năng lượng tự do Gibbs

Bài tập 2 trang 32 Chuyên đề Hóa 10: Hãy đánh giá khả năng tự xảy ra của phản ứng sau ở nhiệt độ chuẩn:

2Al(s) + 3H₂O(l) → Al₂O₃(s) + 3H₂(g)

Biết rằng: ${\Delta }_r{H}_{298}^0$ = - 818,3 kJ, ${\Delta }_r{S}_{298}^0$ được tính theo số liệu cho trong Phụ lục 1. Từ kết quả này hãy đưa ra một số lí do giải thích cho việc vì sao các đồ vật bằng nhôm được sử dụng rất phổ biến.

Trả lời:

${\Delta }_r{S}_{298}^0$ = $S_{298}^0$(Al₂O₃(s)) + 3. $S_{298}^0$(H₂(g)) - 2. $S_{298}^0$(Al(s)) - 3. $S_{298}^0$(H₂O(l))

${\Delta }_r{S}_{298}^0$ = 50,9 + 3.130,7 – 2.28,3 – 3.70,0 = 176,4 J K^-1

Ở điều kiện chuẩn T = 298 K

Ta có: ${\Delta }_r{G}_{298}^0$ = ${\Delta }_r{H}_{298}^0$ - 298. ${\Delta }_r{S}_{298}^0$ = -818,3.10³ – 298.176,4 = -870867,2 J < 0

${\Delta }_r{G}_{298}^0$ rất âm ở điều kiện chuẩn vì thế phản ứng này tự xảy ra.

Các đồ vật bằng nhôm được sử dụng rất phổ biến vì Al phản ứng dễ dàng với H₂O ở điều kiện chuẩn để tạo thành lớp màng oxide Al₂O₃ bền vững. Lớp màng này bảo vệ cho nhôm kim loại chống lại các tác động ăn mòn của môi trường.