При какой температуре наступит равновесие системы
СН4(г) + CO2(r) ↔ 2СО(г) + 2H2(r); H= +247,37 кДж?
Решение
Справочные данные (справочник Равделя) :
СН4(г) CO2(r) СО(г) H2(r)
S2980, Дж/моль∙K 186,19 213,6 197,4 130,6
Согласно следствию из закона Гесса:
∆S298, х.р.0= S2980прод.- S2980исх. – с учетом стехиометрических коэффициентов химической реакции
∆S298, х.р.0=2∙S2980CO+ 2∙S2980H2-[S2980CH4 + S2980CO2]=2∙197,4+2∙130,6-[186,19 + 213,6]=256,21 ДжК
По уравнению Гиббса-Гельмгольца:
∆G298, х.р.0= ∆H298, х.р.0-T∙∆S298, х.р.0
∆H298, х.р.0- тепловой эффект реакции, задан в термохимическом уравнении реакции.
При ∆G298, х.р.0 = 0 – система находится в равновесии
При ∆G298, х.р.0> 0 – реакция протекает в обратном направлении
При ∆G298, х.р.0< 0 – реакция протекает в прямом направлении
Определим температуру, при которой система будет находиться в равновесии:
∆H298, х.р.0-T∙∆S298, х.р.0=0, отсюда
Tравн