Вычислите температуру, при которой будут равновероятны оба направления реакции CH4(г) + CO2(г) = 2CO(г) + 2H2(г). Как надо изменить температуру, чтобы увеличить вероятность протекания прямой реакции?
Решение
Справочные данные, необходимые для расчета (по справочнику Равделя):
CH4(г) CO2(г) CO(г) H2(г).
∆H2980, кДж/моль -74,85 -393,51 -110,5 0
S2980, Дж/моль·K 186,19 213,6 197,4 130,6
Согласно следствию из закона Гесса находим изменение энтальпии для данной химической реакции:
∆Hх.р.0= ∆Нпродуктов0 - ∆Нисходных веществ0 – с учетом стехиометрии
∆Hх.р.0=2∙∆H2980СO+2∙∆H2980H2-∆H2980CH4+ ∆H2980CO2=2∙-110,5+2∙0--74,85+-393,51=247,36 кДж
Т.к
. ∆Hх.р.0= 247,36 кДж>0, то реакция является эндотермической (т.е. протекает с поглощением теплоты).
Изменение энтропии для данной реакции находим так же согласно следствию из закона Гесса:
∆Sх.р.0= Sпродуктов0 - Sисходных веществ0 – с учетом стехиометрии
∆Sх.р.0=2∙S2980СO+2∙S2980H2-S2980CH4+ S2980CO2=2∙197,4+2∙130,6-186,19+213,6=256,21 ДжК
Для расчета изменения энергии Гиббса воспользуемся уравнением Гиббса-Гельмгольца:
∆Gх.р.= ∆Hх.р.0-T∙ ∆Sх.р.0
∆Gх.р.0= 247,36-298∙256,21∙10-3= 171 кДж (10-3 – для перевода Дж в кДж).
Т.к