Una reacción importante para la conversión de gas natural en...

Una reacción importante para la conversión de gas natural en otros hidrocarburos útiles es la conversión de metano en etano: $$ 2 \mathrm{CH}_4(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{C}_2 \mathrm{H}_6(\mathrm{~g})+\mathrm{H}_2(\mathrm{~g}) $$ en la práctica, esta reacción se efectúa en presencia de oxígeno, que convierte el hidrógeno producido en agua: $$ 2 \mathrm{CH}_4(\mathrm{~g})+\frac{1}{2} \mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{C}_2 \mathrm{H}_6(\mathrm{~g})+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g}) $$ Utilice entalpías de enlace (Tabla 8.4) para estimar $\Delta H$ en estas dos reacciones. ¿Por qué es más favorable la conversión de metano en etano si se emplea oxígeno?

Una reacción importante para la conversión de gas natural en otros hidrocarburos útiles es la conversión de metano en etano:
$$
2 \mathrm{CH}_4(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{C}_2 \mathrm{H}_6(\mathrm{~g})+\mathrm{H}_2(\mathrm{~g})
$$
en la práctica, esta reacción se efectúa en presencia de oxígeno, que convierte el hidrógeno producido en agua:
$$
2 \mathrm{CH}_4(\mathrm{~g})+\frac{1}{2} \mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{C}_2 \mathrm{H}_6(\mathrm{~g})+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})
$$
Utilice entalpías de enlace (Tabla 8.4) para estimar $\Delta H$ en estas dos reacciones. ¿Por qué es más favorable la conversión de metano en etano si se emplea oxígeno?

Key Concepts

Role of Water Formation in Reaction Energetics

The formation of water, which involves the creation of very strong O–H bonds, is a highly exothermic process. When a reaction produces water as a product, it releases significantly more energy, often tipping the energy balance to favor the reaction by increasing the total energy released, thereby rendering otherwise less favorable reactions more thermodynamically attractive.

Exothermic versus Endothermic Reactions

A key concept in thermochemistry is that reactions can be classified based on their heat change. Exothermic reactions release energy, making them thermodynamically favorable, whereas endothermic reactions require energy input. By comparing the energy of bonds broken and bonds formed, one can infer the energetic favorability of a reaction.

Reaction Enthalpy Estimation

Reaction enthalpy (?H) can be approximated by using bond enthalpies; this involves calculating the total energy required to break bonds in the reactants and subtracting the total energy released by forming the bonds in the products. This method provides insight into whether the overall process is exothermic or endothermic.

Bond Enthalpy

Bond enthalpy, or bond dissociation energy, is the energy required to break a particular chemical bond in one mole of gaseous molecules. It is used to estimate the overall energy changes in chemical reactions by summing the energies needed to break bonds in reactants and comparing them with the energies released when new bonds form in products.