Химическая термодинамика. Лямина Г.В - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

25
равны соответственно –393,5; – 241,8 и –74,9 кДж/моль.
Решение
Запишем термохимические уравнения реакций обра-
зования СО
2(г)
, Н
2
О
(г)
и СН
4(г)
:
С
(графит)
+ О
2(г)
СО
2(г)
;
f
Н
0
298
(СО
2
) = –393,5 кДж;
Н
2(г)
+ 1/2О
2(г)
Н
2
О
(г)
;
f
Н
0
298
(Н
2
О) = –241,8 кДж;
С
(графит)
+ 2Н
2(г)
СН
4(г)
;
f
Н
0
298
(СН
4
) = –74,9 кДж.
(а)
(б)
(в)
Сложив уравнение (а) с удвоенным уравнением (б) и
вычтя из найденной суммы уравнение (в), получим термо-
химическое уравнение интересующей нас реакции:
СН
4(г)
+ 2О
2
СО
2(г)
+ 2Н
2
О
(г)
,
r
Н
0
=
f
Н
0
298
(СО
2
) +
f
Н
0
298
(Н
2
О) –
f
Н
0
298
(СН
4
).
Используя данные задачи, для искомой величины найдем:
r
Н
0
= –393,5 – 241,82 + 74,9 = –802,2 кДж.
Пример 2. Исходя из значений
r
Н
0
:
MgO
(к)
+ 2Н
+
(водн.)
→ Mg
2+
(водн.)
+ Н
2
О
(ж)
;
r
Н
0
1
= –145,6 кДж;
Н
2
О
(ж)
→ Н
+
(водн.)
+ ОН
–
(водн.)
;
r
Н
0
2
= 57,5 кДж,
вычислить значение
r
Н
0
3
растворения оксида магния в
воде:
MgO
(к)
+ Н
2
О
(ж)
→ Mg
2+
(водн.)
+ 2ОН
–
(водн.)
;
r
Н
0
3
– ?
Сокращение «водн.» обозначает разбавленный водный рас-
твор.
Решение
Согласно закону Гесса, можно записать:
r
Н
0
3
=
r
Н
0
1
+ 2
r
Н
0
2
,
откуда
r
Н
0
3
= –145,6 + 57,5 2 = 30,6 кДж.
Пример 3. Исходя из теплоты образования газообраз-
ного диоксида углерода (
f
Н
0
298
(СО
2
) = –393,5 кДж/моль) и
26
термохимического уравнения:
С
(графит)
+ 2N
2
O
(г)
→ СО
2(г)
+ 2N
2(г)
;
r
Н
0
= –557,5 кДж
вычислить теплоту образования N
2
O
(г)
.
Решение
Используя следствие 2 из закона Гесса, получаем
Δ
r
Н
0
= [Δ
f
Н
0
298
(СО
2
)+ 2Δ
f
Н
0
298
(N
2
)] – [Δ
f
Н
0
298
(С) +
+ 2Δ
f
Н
0
298
(N
2
О)].
Обозначим искомую величину через х, и, учитывая,
что стандартные энтальпии образования простых веществ
равны нулю, выражение приобретает следующий вид
Δ
r
Н
0
= [Δ
f
Н
0
298
(СО
2
) + 0] – [0 + 2х] = Δ
f
Н
0
298
(СО
2
) – 2х.
Теперь подставим численные значения
–557,5 = –393,5 – 2х, откуда х = 82,0 кДж/моль.
Пример 4. Стандартная энтальпия образования Fe
2
O
3
равна –821,3 кДж/моль, а стандартная энтальпия образова-
ния Al
2
O
3
равна –1675,0 кДж/моль. Рассчитать тепловой
эффект реакции восстановления 1 моль Fe
2
O
3
металличе-
ским алюминием.
Решение
На основе следствия из закона Гесса и учитывая, что
стандартные энтальпии образования простых веществ рав-
ны нулю, изменение энтальпии реакции восстановления
оксида железа
Fe
2
O
3(тв)
+ 2Al
(тв)
→ Al
2
O
3(тв)
+ 2 Fe
(тв)
выразится следующим уравнением:
Δ
r
Н
0
= Δ
f
Н
0
298
(Al
2
O
3
) – Δ
f
Н
0
298
(Fe
2
O
3
) =
= –1675,0 – (–821,3) = –853,7 кДж.
Пример 5. Определить количество теплоты, необхо-
димое для получения 10 т извести по реакции:
СаСО
3 (тв)
↔ СаО
(тв)
+ СО
2
(г)
,

Страницы