Учебное пособие по общей и неорганической химии для самостоятельной работы студентов. Часть 1. Общая химия. Амиров Р.Р - 46 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КФУ | Казань

Составители: 

Рубрика: 

46
4.1.34. Что означают понятия «связанная энергия» и «свободная
энергия» (энергия Гиббса)? Почему энергия Гиббса называет-
ся изобарно-изотермическим потенциалом?
4.1.35. Для каких систем изменение энергии Гиббса служит строгим
критерием необратимости процессов? Как изменяется изобар-
но-изотермический потенциал при переходе системы к истин-
ному равновесию?
4.1.36. Какие изменения энтальпии и энтропии благоприятствуют са-
мопроизвольному протеканию процесса в разных условиях?
При каких значениях ΔH и ΔS самопроизвольный процесс не-
возможен?
4.2. Примеры решения типовых задач
4.2.1. Взаимодействие 2.431 г магния с 3.36 л хлора (н.у.) сопровож-
дается выделением 64.11 кДж теплоты. Оцените энтальпию
образования кристаллического хлорида магния.
Решение. Требуется определить энтальпию реакции
Mg (к.) + Cl
2
(г.) = MgCl
2
(к.) ΔH
о
обр.
.
Взято ν(Mg) = 2.431/24.31 = 0.10 моль и ν(Cl
2
) = 3.36/22.4 =
0.15 моль, следовательно, хлор находится в избытке, поэтому
ν(MgCl
2
) = 0.10 моль. Отсюда ΔH
о
обр.
= -64.11/0.10 = -641.1
кДж/моль.
4.2.2. Рассчитайте стандартную энтальпию образования жидкого
этанола, исходя из следующих данных:
a) С (графит) + О
2
(г.) = СO
2
(г.) ΔH
о
298
= -393.5 кДж,
б) 2H
2
(г.) + О
2
(г.) = 2H
2
O (г.) ΔH
о
298
= -483.6 кДж,
в) C
2
H
5
ОH (ж.) + 3О
2
(г.) = 2СO
2
(г.) + 3H
2
O (г.) ΔH
о
298
= -
1234.8 кДж.
Решение. Искомая энтальпия отвечает уравнению реакции
2С (графит) + 3H
2
(г.) + ½О
2
(г.) = C
2
H
5
ОH (ж.) ΔH
о
обр.,298
.
Это уравнение получается при сложении уравнений а), б) и в),
умноженных соответственно на 2, 3/2 и -1. Поступая точно
также с энтальпиями этих уравнений, получаем: ΔH
о
обр.,298
= 2·(-393.5) + 3/2·(-483.6) + (-1)·(-1234.8) = -277.6 кДж/моль.
4.2.3. Вычислите по энергиям связей тепловой эффект реакции
C
2
H
4
(г.) + H
2
O (г.) = C
2
H
5
ОH (г.),
если энергии связей С-Н, С=С, О-Н, С-С и С-О соответственно
составляют 358, 423, 460, 263 и 314 кДж/моль. Результат рас-
чета сопоставьте с вычисленным по энтальпиям образования,
если значения ΔH
о
обр.,298
для C
2
H
4
(г.), H
2
O (г.) и C
2
H
5
ОH (г.)
соответственно составляют 52.55, -241.8 и -236.4 кДж/моль. 
4.1.34. Что означают понятия «связанная энергия» и «свободная
        энергия» (энергия Гиббса)? Почему энергия Гиббса называет-
        ся изобарно-изотермическим потенциалом?
4.1.35. Для каких систем изменение энергии Гиббса служит строгим
        критерием необратимости процессов? Как изменяется изобар-
        но-изотермический потенциал при переходе системы к истин-
        ному равновесию?
4.1.36. Какие изменения энтальпии и энтропии благоприятствуют са-
        мопроизвольному протеканию процесса в разных условиях?
        При каких значениях ΔH и ΔS самопроизвольный процесс не-
        возможен?

                4.2. Примеры решения типовых задач

4.2.1.   Взаимодействие 2.431 г магния с 3.36 л хлора (н.у.) сопровож-
         дается выделением 64.11 кДж теплоты. Оцените энтальпию
         образования кристаллического хлорида магния.
         Решение. Требуется определить энтальпию реакции
         Mg (к.) + Cl2 (г.) = MgCl2 (к.)        ΔHообр..
         Взято ν(Mg) = 2.431/24.31 = 0.10 моль и ν(Cl2) = 3.36/22.4 =
         0.15 моль, следовательно, хлор находится в избытке, поэтому
         ν(MgCl2) = 0.10 моль. Отсюда ΔHообр. = -64.11/0.10 = -641.1
         кДж/моль.
4.2.2.   Рассчитайте стандартную энтальпию образования жидкого
         этанола, исходя из следующих данных:
         a) С (графит) + О2 (г.) = СO2 (г.)     ΔHо298 = -393.5 кДж,
         б) 2H2 (г.) + О2 (г.) = 2H2O (г.)      ΔHо298 = -483.6 кДж,
         в) C2H5ОH (ж.) + 3О2 (г.) = 2СO2 (г.) + 3H2O (г.) ΔHо298 = -
         1234.8 кДж.
         Решение. Искомая энтальпия отвечает уравнению реакции
         2С (графит) + 3H2 (г.) + ½О2 (г.) = C2H5ОH (ж.)         ΔHообр.,298.
         Это уравнение получается при сложении уравнений а), б) и в),
         умноженных соответственно на 2, 3/2 и -1. Поступая точно
         также с энтальпиями этих уравнений, получаем: ΔHообр.,298
         = 2∙(-393.5) + 3/2∙(-483.6) + (-1)∙(-1234.8) = -277.6 кДж/моль.
4.2.3.   Вычислите по энергиям связей тепловой эффект реакции
         C2H4 (г.) + H2O (г.) = C2H5ОH (г.),
         если энергии связей С-Н, С=С, О-Н, С-С и С-О соответственно
         составляют 358, 423, 460, 263 и 314 кДж/моль. Результат рас-
         чета сопоставьте с вычисленным по энтальпиям образования,
         если значения ΔHообр.,298 для C2H4 (г.), H2O (г.) и C2H5ОH (г.)
         соответственно составляют 52.55, -241.8 и -236.4 кДж/моль.
                                                                           46

Страницы