Химическая термодинамика. Лямина Г.В - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

23
конечному состоянию системы.
В качестве примера рассмотрим процесс образования
СО
2
. Диоксид углерода можно получить двумя способами:
сжиганием углерода в кислороде сразу до диоксида угле-
рода или получая сначала оксид углерода.
С(графит) + О
2
= СО
2
, ΔН,
С(графит) + ½ О
2
= СО, ΔН
1
,
СО + ½ О
2
= СО
2
, ΔН
2
.
Оба пути имеют одинаковое начальное и одинаковое
конечное состояния, поэтому имеет место равенство:
ΔН = ΔН
1
+ ΔН
2
.
Применение закона Гесса равносильно сложению
термохимических уравнений. Тепловой эффект стадии об-
разования оксида углерода ΔН
1
не может быть определен
экспериментально, так как эта реакция неосуществима в
чистом виде. Однако, пользуясь законом Гесса, можно рас-
считать тепловой эффект реакции на основе эксперимен-
тально определяемых ΔН и ΔН
2
:
ΔН
1
= ΔН – ΔН
2
.
Следствие 2 из закона Гесса: тепловой эффект реак-
ции (изменение энтальпии) равен разности между суммой
энтальпий образования продуктов реакции и суммой эн-
тальпий образования исходных веществ с учетом стехио-
метрических количеств всех веществ и их агрегатных со-
CO
C (графит) CO
2
ΔH
1
ΔH
2
ΔH
Образование СО
2
различными путями
24
стояний.
Δ
r
Н
0
= ∑(nпрод.·Δ
f
Н
0
прод.) – ∑(nисх.в-в ·Δ
f
Н
0
исх.в-в). (2.2)
Для реакции
аА + bB + … = сС + dD +…
можно записать:
Δ
r
Н = (a·Δ
f
Н(A) + b·Δ
f
Н(B) +… = c·Δ
f
Н(C) + d·Δ
f
Н(D) +…
Таким образом, тепловой эффект любой реакции может
быть рассчитан по энтальпиям образования исходных ве-
ществ и продуктов реакции на основе закона Гесса. Экспери-
ментально тепловые эффекты реакций измеряют методами
калориметрии при постоянном объеме или давлении.
Следствие 3 из закона Гесса
(Закон Лавуазье –
Лапласа)
: тепловые эффекты прямой и обратной реакции
(изменение энтальпий) численно равны, но противополож-
ны по знаку.
Например, разложение оксида углерода (ІІ) с образо-
ванием углекислого газа протекает по уравнению (прямая
реакция):
2СО
(г)
→ СО
2(г)
+ С
(тв)
;
r
Н
0
= –173 кДж (Q 0),
(обратная реакция):
СО
2(г)
+ С
(тв)
→ 2СО
(г)
;
r
Н
0
= +173 кДж (Q 0).
Из вышеприведенного примера видно, что при раз-
ложении оксида углерода (ІІ) с образованием углекислого
газа поглощается столько же теплоты, сколько выделяется
при его образовании.
2.1. Примеры решения типовых задач
Пример 1. Определить стандартное изменение эн-
тальпии
r
Н
0
298
реакции горения метана:
СН
4 (г)
+ 2О
2
(г)
СО
2 (г)
+ 2Н
2
О
(г)
,
зная, что энтальпии образования СО
2 (г)
, Н
2
О
(г)
и СН
4 (г)

Страницы