L'enthalpie libre standard \(\Delta_rG°\) de la réaction de reformage du méthane CH₄ par le dioxyde de carbone CO₂ selon : CH₄ (g) + CO₂ (g) \(\rightarrow\) 2 H₂ (g) + 2 CO (g) (1)

est égale à -40,86 kJ.mol^-1 à 850°C.

Donner, en kJ.mol^-1, la valeur de l'enthalpie libre de réaction \(\Delta_rG\) de (1) lorsque, sous une pression de 3 bar, on met en présence les espèces gazeuses suivantes :

1 mol de CH₄, 1 mol de CO₂, 1 mol de H₂ et 1 mol de CO (g). On supposera les gaz parfaits.

Donnée : R = 8,314 J.mol^-1.K^-1.

Aide simple :

Exprimer le quotient réactionnel Q (ou monôme des activités M) de la réaction en fonction des activités des espèces en présence.

Rappel de cours :

L'enthalpie libre standard \(\Delta_rG°\) d'une réaction chimique correspond à la réaction mettant en jeu les espèces chimiques dans l'état standard, c'est à dire les corps purs sous P = P° = 1 bar. Cette façon de procéder ne peu pas toujours être réalisée : Par exemple, les réactifs mis en jeu par une réaction qui se déroule en phase gazeuse sont forcément à l'état de mélange.

L'enthalpie libre standard \(\Delta_rG\) prend précisément en compte le fait que l'activité des corps simples mis en jeu n'est pas égale à l'unité. C'est le rôle du quotient réactionnel Q (ou monôme des activités M) de regrouper les écarts à l'unité que présentent les activités des espèces en présence dans le milieu réactionnel.