Сборник задач и упражнений по химии. Лебедева М.И - 38 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Q
V
= ∆U.
Теплоты химических процессов, протекающих при Р, Т = const и
V, T = const, называются тепловыми эффектами.
При экзотермических реакциях энтальпия системы уменьшается и
∆H
< 0 (Н
2
< H
1
), а при эндотермических реакциях энтальпия системы увели-
чивается и
∆H > 0 (Н
2
> H
1
). В дальнейшем тепловые эффекты выражаются
через
∆H.
В основе термохимических расчетов лежит закон Гесса (1840 г.): те-
пловой эффект реакции зависит только от природы и физического со-
стояния исходных веществ и конечных продуктов, но не зависит от
пути перехода.
В термохимических расчетах применяют чаще следствие из закона
Гесса: тепловой эффект реакции (
∆H
х.р
) равен сумме энтальпий образования
∆H
обр
продуктов реакции за вычетом суммы энтальпий образования исход-
ных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов:
∆H
х.р
=
прод
обр
∑
∆H –
исх
обр
∑
∆H . (4.1.2)
П р и м е р 44 Исходя из теплоты образования газообразного диок-
сида углерода (
∆H
0
= –393,5 кДж/моль) и термохимического уравнения ре-
акции:
1) С
(графит)
+ 2N
2
O
(г)
= CO
2(г)
+ 2N
2(г)
; ∆H
0
= –557,5 кДж
вычислите энтальпию образования N
2
O
(г)
.
Решение Обозначив искомую величину через х, запишем термохими-
ческое уравнение реакции образования N
2
O из простых веществ:
2) N
2(г)
+ ½ О
2(г)
= N
2
O
(г)
; =∆
0
1
H х кДж.
Запишем также термохимическое уравнение реакции образования
CO
2(г)
из простых веществ:
3) С
(графит)
+ O
2(г)
= CO
2(г)
; =∆
0
2
H –393,5 кДж.
Из уравнений реакций (2) и (3) можно получить уравнение реакции
(1). Для этого умножим уравнение (2) на два и вычтем найденное уравне-
ние из уравнения (3). Имеем:
4) С
(графит)
+ 2N
2
O
(г)
= CO
2(г)
+ 2N
2(г)
; ∆H
0
= (–393,5 – 2х) кДж.
Сравнивая уравнения (1) и (4), находим: –393,5 – 2х = –557,5. Отсюда х =
82,0 кДж/моль.
П р и м е р 45 Пользуясь данными табл. 4, вычислите ∆H
0
реакции:
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 образо-
вания простых веществ равны нулю).
∆H
0
реакции находим 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 46 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 орга-
нического соединения продуктами окисления обычно бывают СО
2(г)
и
Н
2
О
(г)
.
Реакцию сгорания метана можно представить уравнением:
1) СН
4(г)
+ 2О
2(г)
= СО
2(г)
+ 2Н
2
О
(г)
.
Используя следствие закона Гесса и стандартные энтальпии образова-
ния веществ (табл. 4), определяем изменение энтальпии при протекании
реакций:

Страницы