Химия. Абакумова Н.А. - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

вычислить ∆Н°
298
образования метанола СН
3
ОН(ж). Сколько теплоты выделится, если в реакцию вступают 96 г метанола?
153. Какое количество теплоты выделяется при превращении 1 кг красного фосфора в черный, если
∆H°(P(красный)) = –
18,41 кДж / моль, ∆H°(P(черный)) = – 43,20 кДж / моль?
154. Теплота образования пероксида водорода ∆H°(H
2
O
2
) = – 187,86 кДж / моль. Какое количество тепла выделится
при восстановлении 1 моль Н
2
О
2
до жидкой воды?
155. Определить ∆Н°(BiCl
3
(к)), если ∆Н°(BiCl
3
(г)) равна – 270,70 кДж / моль, а ∆Н° возгонки BiCl
3
(к) составляет
113,35 кДж
/ моль.
156. Определить тепловой эффект реакции NaH(к) + Н
2
О(ж) = = NaОН(р) + Н
2
(г) по стандартным теплотам образо-
вания веществ, участвующих в реакции, если ∆Н°(NaOH(р)) = –
469,47 кДж / моль, ∆Н°(NaH(к)) = = – 56,94 кДж / моль.
157. Разложение хлората калия идет по уравнению KClO
3
(к) = KCl(к) + + 1,5О
2
(г). Какое количество тепла выдели-
лось, если объем кислорода после реакции равен 2,24 л (н.у.)?
158. Вычислить теплоту разложения 1 кг FeSO
4
по уравнению 2FeSO
4
(к) = Fe
2
O
3
(к) + 2SO
2
(г) + 0,5O
2
(г).
159. Вычислить стандартную теплоту образования бензола С
6
Н
6
из элементов, если стандартная теплота его сгорания
равна –
3301,3 кДж / моль, а ∆H°
298
(СО
2
) (г) = – 393,5 кДж / моль и ∆H°
298
(Н
2
О) (ж) = – 285,8 кДж / моль.
160. Теплота нейтрализации сильной кислоты сильным основанием при стандартных условиях равна –
55,9
кДж / моль (Н
2
О). Вычислить, сколько теплоты выделится при смешении 100 мл 0,5М раствора HCl с 100 мл 0,5М раство-
ра NaOH.
1.6. ХИМИЧЕСКОЕ СРОДСТВО
При решении задач этого раздела следует пользоваться таблицами стандартной энергии Гиббса ∆G°
298
образования
некоторых веществ и стандартных абсолютных энтропий S°
298
(прил. 3 и 5).
Самопроизвольно могут протекать реакции, сопровождающиеся не только выделением, но и поглощением теплоты.
Реакция, идущая при данной температуре с выделением теплоты, при другой температуре проходит с поглощением
теплоты. Здесь проявляется диалектический закон единства и борьбы противоположностей. С одной стороны, система
стремится к упорядочению (агрегации), к уменьшению ∆Н; с другой стороны, система стремится к беспорядку (дезагре-
гации). Первая тенденция растет с понижением, а вторая – с повышением температуры. Тенденцию к беспорядку харак-
теризует величина, которую называют энтропией S.
Энтропия S, так же как внутренняя энергия ∆U, энтальпия ∆Н, объем V и др., является свойством вещества. S, ∆U,
∆Н, V обладают аддитивностью, т.е. суммируются. Энтропия отражает движение частиц вещества и является мерой не-
упорядоченности системы. Она возрастает с увеличением движения частиц: при нагревании, испарении, плавлении,
расширении газа, при ослаблении или разрыве связей между атомами и т.п. Процессы, связанные с упорядоченностью
системы: конденсация, кристаллизация, сжатие, упрочнение связей, полимеризация и т.п., – ведут к уменьшению энтро-
пии. Энтропия является функцией состояния, т.е. ее изменение (∆S) зависит только от начального (S
1
) и конечного (S
2
)
состояния и не зависит от пути процесса:
∆S°
x. p
= ΣS
o
прод
– ΣS
o
исх
;
∆S = S
2
– S
1
. Если S
2
> S
1
, то ∆S > 0. Если S
2
< S
1
, то ∆S < 0.
Так как энтропия растет с повышением температуры, то можно считать, что мера беспорядка ≅ Т∆S. Энтропия вы-
ражается в Дж
/ (моль · K). Таким образом, движущая сила процесса складывается из двух сил: стремления к упорядоче-
нию (Н) и стремлению к беспорядку (ТS
). При Р = const и Т = const общую движущую силу процесса, которую обознача-
ют ∆G, можно найти из соотношения
∆G = (H
2
– H
1
) – (TS
2
– TS
1
); ∆G = ∆H – T∆S.
Величина G называется изобарно-изотермическим потенциалом или энергией Гиббса (G). Мерой химического срод-
ства является убыль энергии Гиббса, которая зависит от природы вещества, его количества и от температуры. Энергия
Гиббса является функцией состояния, поэтому
исх
обр
прод
обр
рх.
GGG Σ−Σ∆=∆ .
Самопроизвольно протекающие процессы идут в сторону уменьшения потенциала и, в частности, в сторону умень-
шения ∆
G. Если ∆G < 0, процесс принципиально осуществим; если ∆G > 0, процесс самопроизвольно проходить не мо-
жет. Чем меньше ∆
G, тем сильнее стремление к протеканию данного процесса и тем дальше он от состояния равновесия,
при котором ∆
G = 0 и ∆Н = Т∆S.
Из соотношения ∆
G = ∆Н – Т∆S видно, что самопроизвольно могут протекать и процессы, для которых Н > 0 (эндо-
термические). Это возможно, когда ∆
S > 0, но | Т∆S | > | ∆Н |, и тогда ∆G < 0. С другой стороны, экзотермические реакции
(∆
Н < 0) самопроизвольно не протекают, если при ∆S < 0 окажется, что ∆G > 0.
П р и м е р 1. В каком состоянии энтропия 1 моля вещества больше: в кристаллическом или в парообразном при
той же температуре?
Р е ш е н и е. Энтропия есть мера неупорядоченности состояния вещества. В кристалле частицы (атомы, ионы) рас-
положены упорядоченно и могут находиться лишь в определенных точках пространства, а для газа таких ограничений

Страницы