Задача по химии А) Пользуясь справочными данными, рассчитать H298 реакции: 2 CH3OH (г) + 3 O2 (г) = 4 H2O (г) + 2 CO2 (г), если получено 60 л CO2 при Т = 298 К и стандартном состоянии компонентов реакции.
б) Определить направление протекания данной реакции при Т = 250 К (принять ср = const).

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи нам необходимо знать тепловые эффекты реакции (теплоту образования) каждого вещества в уравнении реакции.

Рассчитаем тепловой эффект реакции при 298 К:
ΔH°_298 = Σ(ΔH°_образования продуктов) - Σ(ΔH°_образования реагентов)
ΔH°_298 = 4ΔH°f(H2O) + 2ΔH°f(CO2) - 2ΔH°f(CH3OH) - 3ΔH°f(O2)

Из таблицы теплот образования (например, в ккал/моль):
ΔH°f(H2O) = -68.32
ΔH°f(CO2) = -94.05
ΔH°f(CH3OH) = -145.2
ΔH°f(O2) = 0

Подставляем данные и рассчитываем:
ΔH°_298 = 4(-68.32) + 2(-94.05) - 2(-145.2) - 30
ΔH°_298 = -136.954 ккал

Так как ΔH°_298 < 0, реакция является экзотермической.

Определим направление протекания реакции при 250 К. Для этого воспользуемся уравнением Вант-Гоффа:
ΔG = ΔH - TΔS

Для протекания реакции в заданном направлении должно быть ΔG < 0. При этом ΔG = ΔH - TΔS.
Так как ΔS является константой, уменьшается только ΔH при снижении температуры.

Сравниваем ΔH°_298 и ΔH°(250 K). Поскольку к температуре ближе ΔH°(250 K), то направление реакции будет таким, чтобы освобождалось тепло (в потоке тепла).
ΔH°(250 K) = ΔH°_298 + ΔCpΔT
ΔH°(250 K) = -136.954 + 2.984*(-48)
ΔH°(250 K) = -136.954 + (-143.232) = -280.186 ккал

Таким образом, реакция также будет экзотермической при Т = 250 K.