CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g) Kc 220℃ 10.5 ΔG°

CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g) Kc 220℃ 10.5 ΔG°

 

 

메탄올(CH3OH)은 공업적으로 다음 반응에 따라 제조된다.

이 반응의 평형상수(Kc)는 220℃에서 10.5이다.

[Hint] ΔG° = –RT ln(Kp)

CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g)

(a) 이 반응에 대한 ΔG°는 얼마인가?

(b) 부분압력이 P_CO = 10.2 atm, P_H2 = 12.5 atm,

P_CH3OH = 6.6 atm일 때

반응의 ΔG를 계산하고 반응의 방향을 예측하시오.

 

------------------------

 

Kp = Kc • (RT)^Δn

( 참고 https://ywpop.tistory.com/6523 )

 

 

 

CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g)

 

Δn = 1 – (1 + 2) = –2

 

 

 

T = 273.15 + 220 = 493.15 K

 

 

 

Kc로 주어졌기 때문에,

Kp를 계산하면,

Kp = Kc • (RT)^Δn

= 10.5 × (0.08206 × 493.15)^(–2)

= 0.00641

 

 

 

ΔG° = –RT ln(Kp)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/10336 )

 

= –(8.314) (493.15) ln(0.00641)

= 20705 J/mol

= 20.7 kJ/mol

---> (a) 이 반응에 대한 ΔG°는 얼마인가?

 

 

300x250

 

 

CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g)

 

Q = (P_CH3OH) / (P_CO) (P_H2)^2

= 6.6 / (10.2 × 12.5^2)

= 0.00414

 

 

 

ΔG = ΔG° + RT ln(Q)

= 20705 + (8.314) (493.15) ln(0.00414)

= –1792 J/mol

= –1.79 kJ/mol

 

 

 

ΔG < 0 이므로, 자발적 반응이다.

따라서 반응은 정반응 방향으로 진행된다.

 

 

 

 

[키워드] CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g) 평형 기준, 메탄올 합성 기준, 메탄올 제조 기준, ΔG° = –RTlnK 기준, ΔG = ΔG° + RTlnQ 기준

Methanol (CH3OH) is manufactured industrially by the following reaction.

The equilibrium constant (Kc) of this reaction is 10.5 at 220℃.

[Hint] ΔG° = –RT ln(Kp)

CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g)

(a) What is ΔG° for this reaction?

(b) Calculate ΔG of the reaction and predict the direction of the reaction when the partial pressures are P_CO = 10.2 atm, P_H2 = 12.5 atm, and P_CH3OH = 6.6 atm.

Methanol (CH3OH) is manufactured industrially by the reaction CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g) The equilibrium constant (Kc) for the reaction is 10.5 at 220℃. What is the value of Kp at this temperature?