При взаимодействии метана и сероводорода образуются газообразный водород и жидкий сероуглерод (CS2)

Запишем уравнение реакции
CH4(г) + 2H2S(г) = CS2(г) + 4H2(г),
Из справочных данных выпишем
Для стандартных условий Т=298 К. Тепловые эффекты образования (ΔНо298) и значения абсолютных энтропий (So298) исходных и конечных веществ в стандартном состоянии находим в справочнике:
ΔНо298(CH4(г) ) =-74,81 кДж/моль;
ΔНо298(H2S(г)) = –21,0 кДж/моль;
ΔНо298(CS2(г)) = 116,7 кДж/моль;
So298 (CH4(г) ) =186,31 Дж/моль*К;
So298 (H2S(г)) =205,7 Дж/моль*К;
So298 (CS2(г)) = 237,8 Дж/моль*К;
So298 (H2(г)) =130,52 Дж/моль*К;
Условием самопроизвольного протекания процесса является отрицательное изменение энергии Гиббса (ΔG<0), рассчитать которое можно по уравнению: ΔGХ.Р. = ΔН Х.Р . – Т∙ ΔS Х.Р.. Учитывая, что реакция протекает в стандартных условиях, рассчитаем ΔНХ.Р. и ΔSХ.Р. по первому следствию из закона Гесса:
ΔНХ.Р.= ΔНо298(CS2(г)) - ΔНо298(CH4(г)) - 2ΔНо298(H2S(г))
ΔНХ.Р.= 116,7 – [-74,81 - 2(–21,0)] = 233,51 (кДж/моль).
ΔSХ.Р.= So298 (CS2(г)) + 4So298 (H2(г)) – [So298 (CH4(г)) + 2So298 (H2S(г))]
ΔSХ.Р.= 237,8 + 4*130,52 – [186,31 + 2*205,7] = 162,17Дж/моль*К
ΔGХ.Р. = 233,51 – 298 ∙ (162,17∙10-3) = 185,18(кДж/моль).
Т.к. ΔGХ.Р.>0, следовательно, реакция восстановления в стандартных условиях невозможна.
Определим, является ли данная реакция обратимой.
Математический анализ уравнения Гиббса позволяет сделать следующие выводы:
Если знаки H и S одинаковы (> 0 или < 0), то при любых температурах G изменяет знак на противоположный ( > 0 на < 0 или наоборот)