Пример выполнения расчетной работы
1. Вычислить 
для реакции, протекающей в стандартных условиях при Т = 298 К и Т = 1 273 К.
2CO(г) + 2Н2(г) = СН4(г) + СО2(г)
Может ли эта реакция при стандартных условиях идти самопроизвольно?
2. Рассчитать температуру химического равновесия.
3. Рассчитаем количество теплоты, поглощенной или выделенной при протекании реакции, в пересчете на заданное количество вещества:
V (СО) = 4 л.
Ход выполнения задания:
1. Заданы:
Т = 1 273 К; V (СО) = 4 л.
2. Выпишем термодинамические свойства реагирующих веществ:
| Заданное вещество | ∆H0298 кДж/моль | S0298Дж/моль·К |
| CO(г) | –110,5 | 197,4 |
| Н2(г) | 130,6 | |
| СН4(г) | –74,85 | 186,19 |
| СО2(г) | –393,5 | 213,6 |
3. Рассчитаем изменение энтальпии:
∆H0x.p = (∆H0СН4 + ∆H0СО2) – (2∆H0СО + 2∆H0Н2);
∆H0x.p = [–74,85 + (–393,5)] – [2 (–110,5) + 2·0] = –247,35 кДж.
Реакция является экзотермической, так как ∆Н < 0. Тепловой эффект реакции Q = 247,35 кДж.
4. Рассчитаем изменение энтропии:
ΔS0x.p = (ΔS0СН4 + ΔS0СО2) – (2ΔS0СО + 2ΔS0Н2);
ΔS0x.p = (186,19 + 213,6) – (2·197,4 + 2·130,6) = 399,79 – 656 =
= –256,21 Дж/моль·К = –0,256 2 кДж/моль·К.
Реакция сопровождается понижением энтропии (∆S < 0).
5. Рассчитаем изменение свободной энергии (энергии Гиббса) при стандартной температуре
∆G0298 = –247,35 – 298·(–0,256 2) = –171 кДж/моль.
Так как 
< 0, следовательно, данная реакция будет протекать самопроизвольно при стандартной температуре в прямом направлении. Решающим является энтальпийный фактор: 
< 0.
6. Рассчитаем изменение свободной энергии (энергии Гиббса) при заданной температуре
∆G1 273 = –247,35 – 1273 (–0,256 2) = 78,8 кДж/моль.
Так как ∆G1273 > 0, следовательно, данная реакция не будет самопроизвольно протекать при заданной температуре в прямом направлении.
7. Рассчитаем константу равновесия данной реакции при стандартной и заданной температурах:
а) Т = 298 К
–171= – 2,3· 8,3·10–3·298·lg Кp;
–171 = –5,71 lg Кp, Lg Кр = – 171/(–5,71) = 29,94, Кр = 1029,94
Кр >>> 1, следовательно, концентрация (объем газов) продуктов реакции значительно превышает концентрацию (объем газов) исходных веществ,
т. е. реакция идет в прямом направлении, самопроизвольно при заданных условиях (Т = 298 К);
б) Т = 1 273 К
78,8 = –2,3· 8,3·10–3·1 273·lg Кp, 78,8 = –24,73 lg Кp, Кр = 10–3,23
Так как Кр < 1, то концентрация (объем газов) исходных веществ превышает концентрацию (объем газов) продуктов реакции, т. е. реакция не может протекать в прямом направлении самопроизвольно при заданных условиях (Т = 1 273 К).
8. Рассчитаем температуру химического равновесия:
При химическом равновесии 
= 0, следовательно, | | = | 
|. Таким образом, 
, Т= –247,35/(–0,256 2) = 965,46 К.
9. Рассчитаем количество теплоты, выделившейся в ходе реакции на заданный объем:
где ΔНх.р – количество теплоты, рассчитанное на заданное количество вещества; Q – тепловой эффект реакции (определяется по уравнению реакции в соответствии со стехиометрическими коэффициентами); ν – заданное количество вещества; V – заданный объем вещества; Vm – объем моля газа.
По заданному в условии объему (4 л) рассчитаем количество вещества:
ν = 4/22,4 = 0,18 моль.
Согласно уравнению данной реакции, при взаимодействии двух молей СО выделяется 247,35 кДж теплоты. Рассчитаем количество выделившегося тепла, исходя из заданного количества вещества (0,18 моль):
Вывод. Данная реакция является экзотермической (ΔН < 0), протекает с выделением тепла (Q > 0). Реакция сопровождается понижением энтропии (ΔS < 0). Прямая реакция может протекать самопроизвольно при стандартной температуре, так как < 0. При заданной температуре самопроизвольное протекание реакции в прямом направлении невозможно, так как ∆G01273 > 0.
Расчет констант равновесия подтверждает данный вывод:
Кр(298) >> 1 – преобладают продукты реакции;