Сборник задач и упражнений по химии с решением. Лебедева М.И - 35 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

2Mg
(к)
+ СО
2(г)
= 2МgО
(к)
+ С
(графит)
.
Решение Стандартные энтальпии образования СО
2(г)
и МgО
(к)
равны соответственно -393,5 и -
601,8 кДж/моль (стандартные энтальпии образования простых веществ равны нулю). ∆H
0
реакции нахо-
дим по уравнению (4.1.2.)
∆H
0
= 2∆H
0
MgO
- ∆H
0
CO2
= 2(-601,8) + 393,5 = -810,1 кДж.
П р и м е р 40 Рассчитайте теплоту сгорания метана и количество теплоты, которое выделится
при сгорании 100 дм
3
этого вещества.
Решение Под теплотой сгорания вещества подразумевают тепловой эффект реакции окисления
одного моля этого соединения. В случае органического соединения продуктами окисления обычно бы-
вают СО
2(г)
и Н
2
О
(г)
.
Реакцию сгорания метана можно представить уравнением:
СН
4(г)
+ 2О
2(г)
= СО
2(г)
+ 2Н
2
О
(г)
(1)
Используя следствие закона Гесса и стандартные энтальпии образования веществ (табл. 4), опреде-
ляем изменение энтальпии при протекании реакций:
0
)г(СН
0
О(г)Н
0
(ггCO
0
422
2 ∆Η−∆Η+∆Η=∆Η
.
или
0
∆Η = -393,5 + 2(-241,8) - (-74,9) = -402,2 кДж.
0
∆Η = -Q, следовательно, при сгорании одного моля СН
4
выделяется 402,2 кДж теплоты.
ν(СН
4
) = 100 дм
3
/22,4дм
3
= 4,46 моль.
Количество теплоты при сгорании 4,46 моль составит 4,46•402,2 = = 1795,5 кДж.
Самопроизвольно могут протекать реакции, сопровождающиеся не только выделением, но и по-
глощением теплоты.
Реакция, идущая при данной температуре с выделением теплоты, при другой температуре проходит
с поглощением теплоты. Здесь проявляется диалектический закон единства и борьбы противоположно-
стей. С одной стороны, система стремится к упорядочению (агрегации), к уменьшению Н; с другой сто-
роны, система стремится к беспорядку (дезагрегации). Первая тенденция растет с понижением, а вторая
- с повышением температуры. Тенденцию к беспорядку характеризует величина, которая называется
энтропией.
Энтропия S, так же как внутренняя энергия U, энтальпия Н, объем V и др., является свойством ве-
щества, пропорциональным его количеству. S, U, H, V обладают аддитивными свойствами. Энтропия
отражает движение частиц вещества и является мерой неупорядоченности системы. Она возрастает с
увеличением движения частиц: при нагревании, испарении, плавлении, расширении газа, при ослабле-
нии или разрыве связей между атомами и т.п. Процессы, связанные с упорядоченностью системы; кон-
денсация, кристаллизация, сжатие, упрочнение связей, полимеризация и т.п., - ведут к уменьшению эн-
тропии. Энтропия является функцией состояния, то есть ее изменение (∆S) зависит только от начально-
го (S
1
) и конечного (S
2
) состояния и не зависит от пути процесса:
∆S
х.р.
= ΣS
0
прод
- ΣS
0
исх
. (4.1.3)
∆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.
Энотропия выражается в Дж/(моль К). Таким образом, движущая сила процесса складывается из двух

Страницы