Определение стандартной энтальпии реакции взаимодействия метана с оксидом углерода(IV) требует знания стандартных энтальпий образования соответствующих веществ․
Стандартная энтальпия образования ─ это количество теплоты, выделяющейся или поглощаемой при образовании 1 моль вещества из элементарных компонентов в стандартных условиях․ В данном случае, нам даны стандартные энтальпии образования метана, оксида углерода(IV) и оксида углерода(II), которые равны, соответственно, -75 кДж/моль, -393 кДж/моль и -111 кДж/моль․Для определения стандартной энтальпии реакции, мы можем использовать закон Гесса, который утверждает, что изменение энтальпии реакции не зависит от пути реакции, только от начального и конечного состояний․Оксид углерода(IV) может быть получен из оксида углерода(II) посредством окисления⁚
CO 0,5O2 → CO2
Стандартная энтальпия этой реакции равна разности стандартных энтальпий продуктов и реагентов⁚
ΔH ΔHf(CO2) ─ ΔHf(CO)
Подставив значения стандартных энтальпий образования, получаем⁚
ΔH -393 кДж/моль ― (-111 кДж/моль) -282 кДж/моль
Далее, метан может быть окислен оксидом углерода(IV)⁚
CH4 2O2 → CO2 2H2O
Стандартная энтальпия этой реакции равна разности стандартных энтальпий продуктов и реагентов⁚
ΔH ΔHf(CO2) 2ΔHf(H2O) ― ΔHf(CH4) ― 2ΔHf(O2)
Подставив значения стандартных энтальпий образования, получаем⁚
ΔH -393 кДж/моль 2*(-285․8 кДж/моль) ─ (-75 кДж/моль) ─ 2*0 -802․6 кДж/моль
Таким образом, стандартная энтальпия реакции взаимодействия метана с оксидом углерода(IV) составляет -802․6 кДж/моль․