Дано уравнение реакции 2СО + О2 = 2СО2

2СО + О2 = 2СО2.
Вещества СО(г) О2(г) СО2(г)
∆Нf0298, кдж/моль -110,5 0 -393,51
Sо298, Дж/моль∙К 197,54 205,04 213,68
∆H0298 = Σ∆Нf0298(прод.) - Σ∆Нf0298(исх.в-в)
∆H0298 = 2∙∆Нf0298(СО2) – [2∆Нf0298(СО) + ∆Нf0298(О2)];
∆H0298 = 2∙(-393,51) - 2∙(-110,5) – 0 = -566,02 (кДж).
Так как ∆H0298 < 0, реакция экзотермическая, теплота выделяется.
∆S0298 = ΣS0298(прод.) - ΣS0298(исх.в-в)
∆S0298 = 2∙S0298(СО2) – [2S0298(СО) + S0298(О2)];
∆S0298 = 2∙213,68 - 2∙197,54 – 205,04 = -172,76 (Дж/К) = - 0,173 (кДж/К).
В ходе реакции энтропия уменьшается (∆S0298 < 0), так как из 3 молей газообразных веществ образуется 2 моля газа, то есть в ходе реакции число молей газообразных веществ уменьшается.
Изменение энергии Гиббса в стандартных условиях равно
∆G0298 = ∆H0298 - Т∙∆S0298;
∆G0298 = -566,02 - 298∙(-0,173) = -514,47 (кДж)
Так как в стандартных условиях ∆G0298 < 0, при Т = 298 К идёт самопроизвольно прямая реакция.
При условии, что ∆H0298 и ∆S0298 не зависят от температуры, температура, при которой установится равновесие, равна
Тр = ∆H0298/∆S0298;
Тр = (- 566,02)/(-0,173) = 3272 (К).
Т = Тр – 100 = 3272 – 100 = 3172 К.
∆G03172 = -566,02 - 3172∙(-0,173) = -17,26 (кДж).
Т = Тр + 100 = 3272 + 100 = 3372 К.
∆G03372 = -566,02 - 3372∙(-0,173) = 17,34 (кДж).
Рисунок 1