Question

工业上用赤铁矿生产铁，可以选择的还原剂有C和H₂。根据所学的知识判断：哪一种还原剂可使反应自发进行的温度较低？

已知：Fe₂O₃(s)＋C(s)===2Fe(s)＋CO₂(g)

ΔH＝233.8 kJ·mol^－1，ΔS＝0.279 kJ·mol^－1·K^－1

Fe₂O₃(s)＋3H₂(g)===2Fe(s)＋3H₂O(g)

ΔH＝98 kJ·mol^－1，ΔS＝0.144 2 kJ·mol^－1·K^－1

Answer 1

用H₂作还原剂时反应自发进行的温度较低。

解析　根据ΔH－TΔS＝0为平衡状态，ΔH－TΔS<0为自发状态，故T>时该反应能自发进行。用C作还原剂时T₁>＝＝838.0 K；用H₂作还原剂时T₂>＝＝679.6 K。故用H₂作还原剂时，反应自发进行的温度较低。

规律方法　涉及到焓变、熵变与化学反应方向的有关计算时，可以以判据ΔH－TΔS＝0时反应达平衡状态，ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，ΔH－TΔS>0时反应不能自发进行为依据，根据题给条件计算相应数据(如反应自发进行的温度条件、反应中的ΔH和ΔS数值)，从而得出结论。