Программа учебной дисциплины и контрольные задания по физической и коллоидной химии. Кондрашин В.Ю - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

16
Решение
Из закона Гесса следует, что к уравнениям химических реакций при-
менимы те же математические операции, что и к математическим равенст-
вам: их можно складывать или вычитать, предварительно умножив обе
части любого из уравнений на постоянный коэффициент так, чтобы полу-
чить требуемое уравнение. Аналогичные действия следует произвести и с
тепловыми эффектами соответствующих реакций.
В данном случае искомое уравнение может быть получено из урав-
нений (1)–(4) путем таких манипуляций: (1) – (2) – (3) + 2 × (4). Следова-
тельно, и тепловой эффект исследуемой реакции равен
00000
1232
2(HO)
54,7(57,3)(76,4)2·(285,8)492,6(
кДж/моль)
.
rrrrf
HHHHHD=D-D-D+D=
=-----+-=-
Ответ.
0
492,6
r
HD=-
кДж/моль.
Пример 4. Найдите тепловой эффект для реакции
2N
2
+ 6H
2
O = 4NH
3
+ 3O
2
при 400 К. Стандартные теплоты образования
1
и молярные теплоемко-
сти газообразных исходных веществ и продуктов следующие:
0
2983
(NH)45,9
f
HD=-
и
0
2982
(HO)242
f
HD=-
кДж/моль;
2
(N)27,9
p
C
=
;
2
(HO)3010,7·10
p
CT
-
=+
;
3
3
(NH)29,825,5·10
p
CT
-
=+
; и
2
(O)31,5
p
C
=
Дж/моль∙К.
Решение
Вычислим вначале тепловой эффект реакции при 298 К:
000
29832
6
4·(NH)6·(HO)
4·(45,9)6·(242)1268
кДж/моль 1,268·10 Дж/мо
ль.
rff
HHHD=D-D=
=---==
Изменение теплоемкости в ходе процесса определяется выражением
3222
3
4·(NH)3·(O)6·(HO)2·(N)
22,137,8·10(кДж/моль).
ppppp
CCCCC
T
-
D=+--=
=-+
Подставив ΔС
р
в уравнение Кирхгоффа, получим
(
)
400
063
400
298
1,268·1022,137,8·101267000
Дж/моль.
r
HTdT
-
D=+-+=
ò
Ответ.
0
400r
H
D=
1267 кДж/моль.
1
Напомним, что теплоты образования простых веществ – O
2
и N
2
– равны нулю. 
                                 Решение
      Из закона Гесса следует, что к уравнениям химических реакций при-
менимы те же математические операции, что и к математическим равенст-
вам: их можно складывать или вычитать, предварительно умножив обе
части любого из уравнений на постоянный коэффициент так, чтобы полу-
чить требуемое уравнение. Аналогичные действия следует произвести и с
тепловыми эффектами соответствующих реакций.
      В данном случае искомое уравнение может быть получено из урав-
нений (1)–(4) путем таких манипуляций: (1) – (2) – (3) + 2 × (4). Следова-
тельно, и тепловой эффект исследуемой реакции равен
                          � r H 0 � � r H10 � � r H 20 � � r H 30 � 2� f H 0 (H 2O) �
           � �54,7 � ( �57,3) � ( �76,4) � 2 · ( �285,8) � �492,6 (кДж/моль).
Ответ. � r H 0 � �492,6 кДж/моль.


      Пример 4. Найдите тепловой эффект для реакции
                                         2N2 + 6H2O = 4NH3 + 3O2
при 400 К. Стандартные теплоты образования 1 и молярные теплоемко-
сти газообразных исходных веществ и продуктов следующие:
� f H 298
      0
          (NH3 ) � �45,9 и � f H 298
                                 0
                                     (H 2O) � �242 кДж/моль; C p (N 2 ) � 27,9 ;
C p (H 2O) � 30 � 10,7 · 10�3 T ;                      C p (NH3 ) � 29,8 � 25,5 · 10�3T ;         и
C p (O2 ) � 31,5 Дж/моль∙К.
                              Решение
      Вычислим вначале тепловой эффект реакции при 298 К:
                             � r H 298
                                   0
                                       � 4 · � f H 0 (NH 3 ) � 6 · � f H 0 (H 2O) �
            � 4 · ( �45,9) � 6 · ( �242) � 1268 кДж/моль � 1,268 · 106 Дж/моль.
      Изменение теплоемкости в ходе процесса определяется выражением
              �C p � 4 · C p (NH 3 ) � 3 · C p (O 2 ) � 6 · C p (H 2O) � 2 · C p (N 2 ) �
                                   � �22,1 � 37,8 · 10 �3 T (кДж/моль).
      Подставив ΔСр в уравнение Кирхгоффа, получим
                                          400
       �r H   0
              400   � 1,268 · 10 � � 6

                                          298
                                                � �22,1 � 37,8 · 10 T � dT � 1 267 000 Дж/моль.
                                                                 �3



Ответ. � r H        0
                    400   � 1267 кДж/моль.

      1
          Напомним, что теплоты образования простых веществ – O2 и N2 – равны нулю.
                                                       16

Страницы