Question

Определите, как влияет повышение температуры на смещение равновесия и при какой температуре направление реакции сменится на противоположное (зависимостью H и S реакций от температуры пренебречь): CH4(г.) ⇄ C(графит) + 2H2(г.)

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Определите, как влияет повышение температуры на смещение равновесия и при какой температуре направление реакции сменится на противоположное (зависимостью ΔH° и ΔS° реакций от температуры пренебречь):

         CH4(г.) ⇄ C(графит) + 2H2(г.)

       ΔН°₂₉₈   =  74,6  кДж /моль  

       ΔS°₂₉₈  =  + 84,1 Дж/моль·К

       

Связь энтальпийного (ΔН) и энтропийного – (ΔS) факторов выражает

энергия Гиббса ΔG.

Эта величина названа так в честь американского ученого одного из

основоположников химической термодинамики Д. Гиббса

                            Δ G = ΔH – T ΔS

где Δ G – изменение энергии Гиббса, ΔH – изменение энтальпии процесса ,

Т – температура по шкале Кельвина, ΔS – изменение энтропии процесса

Связь энтальпийного (ΔН) и энтропийного – (ΔS) факторов выражает

энергия Гиббса ΔG.

Эта величина названа так в честь американского ученого одного из

основоположников химической термодинамики Д. Гиббса

Δ G = ΔH – T ΔS

где Δ G – изменение энергии Гиббса, ΔH – изменение энтальпии процесса ,

Т – температура по шкале Кельвина, ΔS – изменение энтропии процесса

                                  ΔG =  ΔH  -  TΔS

Когда     ΔH  =  TΔS    то  ΔG = 0    система  находится  в   равновесии при   Т =  887 К.

А при     Т  выше  887 К  изменение   энергии Гиббса   меняет  знак  на  противоположный   и  реакция    будет   протекать  в обратном  направлении

Answer 2

Для определения того, как повышение температуры влияет на смещение равновесия в данной реакции, давайте рассмотрим эффект температуры на реакции с применением принципа Ле Шателье.

Ваша реакция: CH₄(г) ⇌ C(графит) + 2H₂(г)

Эта реакция представляет собой равновесную систему, где начальное состояние может смещаться вправо или влево в зависимости от внешних условий.

1. Повышение температуры:
   • Если реакция андотермическая (т.е. ∆H > 0), то повышение температуры будет способствовать образованию более молекул газа (H₂), так как реакция поглощает тепло. Это приведет к смещению равновесия вправо.
   • Если реакция экзотермическая (т.е. ∆H < 0), то повышение температуры будет способствовать образованию метана (CH₄), так как реакция выделяет тепло. Это приведет к смещению равновесия влево.

Так как в ваших условиях сказано "пренебречь зависимостью ∆H и ∆S реакций от температуры", мы рассматриваем только ∆H.

Теперь рассмотрим момент, когда направление реакции меняется:

2. Изменение направления реакции:

   • Если ∆H > 0 (реакция эндотермическая) и повышение температуры приведет к смещению равновесия вправо, то при достижении определенной температуры система начнет смещаться влево, так как тепловой эффект начнет компенсировать этот процесс.

   • Если ∆H < 0 (реакция экзотермическая) и повышение температуры приведет к смещению равновесия влево, то при достижении определенной температуры система начнет смещаться вправо, так как тепловой эффект начнет компенсировать этот процесс.

Таким образом, при определенной температуре, которая зависит от конкретных значений ∆H, система может изменить направление реакции. Это называется точкой инверсии. Однако, без конкретных числовых значений ∆H невозможно точно определить эту температуру.