Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы CH4 + CO2 ⇄ 2CO + 2H2. Как следует изменить температуру и давление,
Вопрос пользователя
Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы CH4 + CO2 ⇄ 2CO + 2H2.
Как следует изменить температуру и давление, чтобы повысить выход водорода?
Ответ эксперта
Константа равновесия гомогенной системы — произведение равновесных конц-й продуктов, деленное на произведение равновесных конц-й исх. в-в, в степенях, равных коэффициентам в уравнении реакции.
Кс=[H2]²[CO]²/[CH4][CO2]
Для того, чтобы повысить выход водорода, нужно уменьшить давление. Объяснение:
В прямой реакции из 2 моль газа получаются 4 моль газа, давление повышается. Поэтому по принципу Ле-Шателье для увеличения выхода H2 необходимо уменьшить давление. Тогда для уменьшения внешнего воздействия система ускорит реакцию, в которой давление увеличивается — т.е. прямую реакцию, в которой получается H2, т.о. выход H2 возрастет.
Чтобы определить влияние температуры, нужно знать ∆H реакции.
ΔНº х.р. = ΣΔНºобр. прод. – ΣΔНºобр. исх. в-в (с учетом стехиометрических коэффициентов)
ΔНºобр. простых в-в при 25°С и 1 атм. = 0
ΔНºобр. — из справ. таблиц термодинамических свойств в-в
ΔНº = 2ΔНºобр. CO – [ΔНºобр. CH4 + ΔНºобр. CO2] = 2 ∙ (–110,53) – [(–74,85)] + (–393,51)] = 247,3 кДж > 0 — прямая реакция эндотермическая (идет с поглощением тепла).
Для того, чтобы повысить выход водорода, нужно повысить температуру, тогда для снижения температуры в системе ускорится реакция, протекающая с поглощением тепла — эндотермическая, т.е. прямая реакция, в которой получается H2, т.о. выход H2 возрастет.
