Учебное пособие по общей и неорганической химии для самостоятельной работы студентов. Часть 1. Общая химия. Амиров Р.Р - 49 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КФУ | Казань

Составители: 

Рубрика: 

49
количество выделившейся теплоты: Q = сmΔt = 4.18·112·0.59
= 276.2 Дж. Отсюда, принимая во внимание мольную массу
Na
2
SO
4
(126.04 г/моль), получаем энтальпию растворения
Na
2
SO
4
: ΔH
раст.
(Na
2
SO
4
) = -276.2·126.04/12 = -2901 Дж/моль
= -2.9 кДж/моль. По закону Гесса энтальпия растворения
Na
2
SO
4
равна сумме энтальпии гидратообразования
Na
2
SO
4
·10Н
2
О, ΔH
гидр.
(Na
2
SO
4
·10Н
2
О), и энтальпии растворе-
ния Na
2
SO
4
·10Н
2
О, ΔH
раст.
(Na
2
SO
4
·10Н
2
О), откуда имеем
ΔH
гидр.
(Na
2
SO
4
·10Н
2
О)=ΔH
раст.
(Na
2
SO
4
) - ΔH
раст.
(Na
2
SO
4
·10Н
2
О)
= -2.9 – 78.6 = -81.5 кДж/моль.
4.2.8. Теплота гидрирования 1-бутена при 82
о
С равна -126950
Дж/моль. Теплоемкости реагентов известны при 298 и 400 K и
соответственно равны [Дж/(K·моль)]: c
p
(C
4
H
8
) = 89.33 (298 K),
c
p
(C
4
H
8
) = 112.72 (400 K); c
p
(H
2
) = 28.84 (298 K), c
p
(H
2
) = 29.18
(400 K); c
p
(C
4
H
10
) = 98.78 (298 K), c
p
(C
4
H
10
) = 124.68 (400 K).
Найдите теплоту гидрирования 1-бутена при 298 K, приняв
для теплоемкости реакции (Δc
p
)
355
= ½ [(Δc
p
)
298
+ (Δc
p
)
400
]. По-
лученный результат сравните с вычисленным по энтальпиям
образования, если значения ΔH
о
обр.,298
для C
4
H
10
и C
4
H
8
соот-
ветственно составляют -124733 и 1172 Дж/моль.
Решение. Для реакции C
4
H
8
+ Н
2
= C
4
H
10
(Δc
p
)
298
= 98.78 - 89.33 - 28.84 = -19.39 Дж/(K·моль),
(Δc
p
)
400
= 124.68 - 112.72 - 29.18 = -17.22 Дж/(K·моль),
поэтому (Δc
p
)
355
= ½ [-19.39 + (-17.22)] = -18.31 Дж/(K·моль).
Тогда в соответствии с законом Кирхгофа
ΔH
298
=
ΔH
355
+ Δc
p
(298 - 355) = -126950 + (-18.31)·(-57) =
-125906 Дж/моль. С другой стороны, исходя из закона Гесса,
получаем ΔH
298
= -124733 – 1172 – 0 = -125945 Дж/моль.
4.2.9. Вычислите изменение энтропии при парообразовании 1 моля
хлорэтана, если энтальпия парообразования (ΔH
пар.
) составля-
ет 377 Дж/г, а кипение происходит при 12.3
о
С.
Решение. Так как парообразование является обратимым изо-
барно-изотермическим процессом, то для него ΔG
пар.
= ΔH
пар.
–
T
кип.
ΔS
пар.
= 0 и ΔS
пар
= ΔH
пар.
/T
кип.
или (с учетом мольной мас-
сы хлорэтана 64.51 г/моль) ΔS
пар
= 377·64.51/(12.3+273.15) =
85.2 Дж/(К·моль).
4.2.10. Определите, может ли при температуре 1500 К самопроиз-
вольно протекать реакция с участием ильменита (FeTiO
3
):
FeTiO
3
(к.) + 3C (графит) = Fe (к.) + Ti (к.) + 3CO (г.)
ΔH
о
обр.,298
, -1254.0 0 0 0 -110.5
кДж/моль 
        количество выделившейся теплоты: Q = сmΔt = 4.18·112·0.59
        = 276.2 Дж. Отсюда, принимая во внимание мольную массу
        Na2SO4 (126.04 г/моль), получаем энтальпию растворения
        Na2SO4: ΔHраст.(Na2SO4) = -276.2·126.04/12 = -2901 Дж/моль
        = -2.9 кДж/моль. По закону Гесса энтальпия растворения
        Na2SO4 равна сумме энтальпии гидратообразования
        Na2SO4·10Н2О, ΔHгидр.(Na2SO4·10Н2О), и энтальпии растворе-
        ния Na2SO4·10Н2О, ΔHраст.(Na2SO4·10Н2О), откуда имеем
        ΔHгидр.(Na2SO4·10Н2О)=ΔHраст.(Na2SO4) - ΔHраст.(Na2SO4·10Н2О)
        = -2.9 – 78.6 = -81.5 кДж/моль.
4.2.8. Теплота гидрирования 1-бутена при 82 оС равна -126950
        Дж/моль. Теплоемкости реагентов известны при 298 и 400 K и
        соответственно равны [Дж/(K·моль)]: cp(C4H8) = 89.33 (298 K),
        cp(C4H8) = 112.72 (400 K); cp(H2) = 28.84 (298 K), cp(H2) = 29.18
        (400 K); cp(C4H10) = 98.78 (298 K), cp(C4H10) = 124.68 (400 K).
        Найдите теплоту гидрирования 1-бутена при 298 K, приняв
        для теплоемкости реакции (Δcp)355 = ½ [(Δcp)298 + (Δcp)400]. По-
        лученный результат сравните с вычисленным по энтальпиям
        образования, если значения ΔHообр.,298 для C4H10 и C4H8 соот-
        ветственно составляют -124733 и 1172 Дж/моль.
              Решение.       Для реакции C4H8 + Н2 = C4H10
        (Δcp)298 = 98.78 - 89.33 - 28.84 = -19.39 Дж/(K·моль),
        (Δcp)400 = 124.68 - 112.72 - 29.18 = -17.22 Дж/(K·моль),
        поэтому (Δcp)355 = ½ [-19.39 + (-17.22)] = -18.31 Дж/(K·моль).
        Тогда в соответствии с законом Кирхгофа
        ΔH298 = ΔH355 + Δcp(298 - 355) = -126950 + (-18.31)∙(-57) =
        -125906 Дж/моль. С другой стороны, исходя из закона Гесса,
        получаем ΔH298 = -124733 – 1172 – 0 = -125945 Дж/моль.
4.2.9. Вычислите изменение энтропии при парообразовании 1 моля
        хлорэтана, если энтальпия парообразования (ΔHпар.) составля-
        ет 377 Дж/г, а кипение происходит при 12.3 оС.
        Решение. Так как парообразование является обратимым изо-
        барно-изотермическим процессом, то для него ΔGпар. = ΔHпар. –
        Tкип.ΔSпар. = 0 и ΔSпар = ΔHпар./Tкип. или (с учетом мольной мас-
        сы хлорэтана 64.51 г/моль) ΔSпар = 377∙64.51/(12.3+273.15) =
        85.2 Дж/(К∙моль).
4.2.10. Определите, может ли при температуре 1500 К самопроиз-
        вольно протекать реакция с участием ильменита (FeTiO3):
                     FeTiO3 (к.) + 3C (графит) = Fe (к.) + Ti (к.) + 3CO (г.)
           о
        ΔH обр.,298, -1254.0         0             0        0        -110.5
        кДж/моль

                                                                           49

Страницы