Question

Вычислите ΔН°ƒ298 (кДж/моль), ΔS°ƒ298 (Дж/моль∙К), ΔrG°298(кДж/моль) для реакции CO(г)+2H2(г) → СH3OH(г). Возможна ли реакция при Р=1 атм и Т=298К ?
Определите темпертуру равновесия реакции и константы равновесия при 298К и 1000К. О чем свидетельствуют значения Т равновесия, К равновесия?

Answer 1

ΔНº реакции = ΣΔНºƒ прод. – ΣΔНºƒ исх. в-в (с учетом стехиометрических коэффициентов).
ΔНºƒ простых вещ-в (Н2) при ст. усл. (Т=298 К, р=1 атм.) = 0
ΔSº реакции = ΣSºƒ прод. – ΣSºƒ исх. в-в (с учетом стехиометрических коэффициентов).
Значения ΔНºƒ298 и Sºƒ298 - из справ. таблиц термодинамических свойств вещ-в

ΔНº реакции = ΔНºƒСН3ОН(г) – (ΔНºСО(г) + 2ΔНºН2(г))
ΔНº реакции = –201,0 – (–110,53 + 2 ∙ 0) = –90,47 кДж/моль

ΔSº реакции = SºƒСН3ОН(г) – (SºƒСО(г) + 2SºƒН2(г))
ΔSº реакции = 239,76 – (197,55 + 2 ∙ 130,52) = –218,83 Дж/(моль∙К)

ΔG°298 = ΔН° – ТΔS° = –90,47 – 298 ∙ (–218,83) /1000 Дж/кДж = –25,26 кДж/моль < 0 - реакция возможна при стандартных условиях (Р=1 атм и Т=298К).
ΔG = – RTlnКeq , lnКравн. = – ΔG / RT
lnКравн.298 = 25,26 / (8,314 ∙ 298) = 0,0102
lnКравн.1000 = 25,26 / (8,314 ∙ 1000) = 3,038∙ 10^-3
Травн.=1000ΔН°/ΔS° = –90470 Дж/моль / –218,83 Дж/(моль∙К = 413,4 К
При Т < 413,4 К реакция спонтанна, при Т = 413,4 К система в равновесии, при Т > 413,4 К прямая реакция невозможна, идет обратная реакция - разложение метанола на СО и Н2.