ТодіΔ_r G^o = 250,18 · 10³ - 298 ·331,74 = 15132 Дж на реакцію.

Оскільки при 25°С (298 К) величина Δ_r G° має позитивне значення, реакція не може протікати мимовільно при цій температурі.

Реакція може протікати мимовільно за умови, що:

Δ_r G°<0, тобто Δ_r Н^o – ТΔ_r S^o <0

Останню нерівність можна перетворити до виду:

Т∙Δ_r S^o > Δ_r Н^o або Т > Δ_r Н^o /Δ_r S^o

У даному випадку температура, починаючи з якої, стає можливим мимовільне протікання реакції, визначається нерівністю:

Т > 250,18 · 10³ / 331,74 ; тобто Т > 754 К

Таким чином, при температурі вище 754 К стає можливим мимовільне протікання реакції :

СН₄ + Н₂ О = 3Н₂ + СО.

Але, термодинаміка нічого не може сказати про швидкість протікання реакції. Наприклад, стандартна зміна енергії Гіббса для реакції 2Н₂ + О₂ = 2Н₂ О при температурі 25⁰ С, Δ_r G<0 і складає дуже велике негативне значення ≈ -457 кДж на реакцію.

Однак, склад газової суміші при кімнатній температурі може залишатися постійним дуже довго, тому що швидкість реакції між гідрогеном і оксігеном дуже мала. Це пов’язано з дуже високою енергією активації цієї реакції. Гази Н₂ і О₂ миттєво прореагують між собою з утворенням водяної пари, якщо в цю систему внести каталізатор (дрібно дисперсійну платину).

Література

1. Глинка Н.А. Общая химия. – Л.: Химия, 1984. – 728 с.

2. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 640 с.

3. Коржуков Н.Г. Общая и неорганическая химия. М.: МИСИС, 2004. – 511с.

4. Физическая химия. Под редакцией Никольского Д.П. – Л.: Химия, изд. 2 перераб. и доп., 1987. – 687 с.

5. Горбунов А.И., Гуров А.А., Филиппов Г.Г., Шаповалов В.Н.. Теоретические основы общей химии. М.: МГТУ, 2003. – 719 с.

6. Голиков Г.А. Руководство по физической химии. М.: Высшая школа, 1988. – 383 с.

7. Рябин В.А., Остроумов М.А., Свет Т.Ф. Термодинамические свойства веществ. – М.: Химия, 1977.

8. Краткий справочник физико-химических величин. Под редакцией А.А. Равделя и А.М. Пономаревой. – Л.: Химия, 1983. – 232 с.

9. Денисов Е.Т., Эммануэль Е.А., Кнорре Д.И. Основа химической кинетики.- М.: Академкнига, 1967.- 432с.

10. Шиманович И.Л. Химия: методические указания, программа, решение типовых задач, программированные вопросы для самопроверки и контрольные задания для студентов-заочников инженерно-технических (нехимических) специальностей вузов. – М.: Высшая школа, 2001. – 128с.

Додатки

Таблиця для вирішення завдання 3

Речовина	ΔН°298, кДж/моль	S°298,Дж/(моль∙К)
СН4(г)	-74,85	186,27
Н2О(р)	-285,83	70,1
СО(г)	-110,5	197,54
СО2(г)	-393,51	213,68
NH3(г)	-46,2	192,6
NO(г)	90,25	210,6
N2 O(г)	82,0	219,9
NO2(г)	33,5	240,2
HCl(г)	-92,31	186,79
SO2(г)	-296,9	248,1
HNO3(р)	-173,00	156,16
H2(г)	0	130,52
O2(г)	0	205,04
N2(г)	0	191,50
Cl2(г)	0	222,98
C(графіт)	0	5,74
S(ромб)	0	31,9