Химия. Сборник задач и упражнений. Часть I. Лямина Г.В - 43 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

85
После преобразования уравнения (4) и деления его на 4
получаем искомое уравнение (3). Аналогичные действия про-
делываем с соответствующими тепловыми эффектами:
.
4
0
3
0
2
0
1
Δ
ΔΔ3
H
HH
r
rr
Таким образом,
Δ
r
Н
0
3
= Δ
f
Н
0
298
(NH
3
) =
4
)28,1530(68,571
3
=
= – 46,19 кДж/моль.
Пример 2
Найти тепловой эффект реакции
Al
2
O
3
+ 3SО
3
= Al
2
(SO
4
)
3
.
Решение
По таблице находим стандартные энтальпии образования
веществ:
Δ
f
Н
0
298
(Al
2
(SO
4
)
3
) = –3442,2 кДж/моль,
Δ
f
Н
0
298
(SO
3
) = –396,1 кДж/моль,
Δ
f
Н
0
298
(Al
2
O
3
) = –1676,0 кДж/моль.
Используя следствие из закона Гесса, запишем выражение
для стандартного изменения энтальпии этой реакции:
Δ
r
Н
0
298
= Δ
f
Н
0
298
(Al
2
(SO
4
)
3
) – (Δ
f
Н
0
298
(Al
2
O
3
)
+ Δ
f
Н
0
298
(SO
3
));
Δ
r
Н
0
298
= –3442,2 – (–1686 – 3 · 396,1) = –577,9 кДж.
Так как Δ
r
Н
0
<0, реакция экзотермическая.
Пример 3
Определить количество теплоты, необходимое для полу-
чения 1 кг извести по реакции
СаСО
3 (тв)
= СаО
(тв)
+ СО
2
(г)
,
если энтальпии образования карбоната кальция, оксида кальция
и углекислого газа соответственно равны
–1207,0; –635,0; –393,5 кДж/моль.
86
Решение
По следствию из закона Гесса:
Δ
r
Н
0
298
= Δ
f
Н
0
298
(СаО) + Δ
f
Н
0
298
(СО
2
) – Δ
f
Н
0
298
(СаСО
3
);
Δ
r
Н
0
= – 635,5 – 393,5 + 1207,0 = 178,0 кДж/моль.
Следовательно, для получения 1 моля извести (исходя из
уравнения реакции) необходимо 178,0 кДж теплоты. По усло-
вию задачи нужно получить 1 кг (10
3
г) извести, что составляет
n = m/M = 10
3
/56 = 17,9 моля СаО,
где
M = 56 г/моль – молярная масса СаО.
Для получения 1 моля СаО необходимо 178,0 кДж теплоты,
а для получения 17,9 моля извести –
x кДж.
Отсюда
x = 178,0 · 17,9 = 3186
кДж.
Таким образом, для получения 1 кг извести необходимо
затратить 3186
кДж теплоты.
Пример 4
Установить, возможно ли при температуре 1000 К восста-
новление оксида Fe(III) до свободного металла по уравнению
Fe
2
О
3(к)
+ 3Н
2(г)
= 2Fe
(к)
+ 3Н
2
О
(г)
.
Зависимостью Δ
r
Н
0
и Δ
r
S
0
от температуры пренебречь.
Решение
Критерием, определяющим направление самопроизволь-
ного протекания химических процессов в закрытых системах,
служит энергия Гиббса. Энергия Гиббса химической реакции
равна Δ
r
G = Δ
r
Н – ТΔ
r
S.
В таблицах находим значения Δ
f
Н
0
298
и S
0
298
для веществ,
участвующих в реакции:
Вещество Δ
f
Н
0
298
, кДж/моль S
0
298
, Дж/(моль·К)
Fe
2
О
3(к)
Н
2(г)
Fe
(к)
Н
2
О
(г)
–821,3
0
0
–241,7
89,8
130,6
27,15
188,8

Страницы