Методические указания и контрольные работы по дисциплине "Химия общая и неорганическая". Семенов В.Н - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

16
ния из простых веществ, взятых в их устойчивом состоянии при данных
условиях. Обычно теплоты образования относят к стандартному состоя-
нию, т. е. к 25
о
С (298 К) и давлению 1,013 · 10
5
Па, и обозначают через
∆H
о
298.
Так как тепловой эффект с температурой изменяется незначительно,
то индексы можно опустить и тепловой эффект обозначить через ∆H. Сле-
довательно, нам нужно вычислить тепловой эффект реакции, термохими-
ческое уравнение которой имеет вид
2C(граф.) + 3H
2
(г) = C
2
H
6
(г); ∆H = ...,
исходя из следующих данных:
а) C
2
H
6
(г) + 3,5O
2
(г) = 2CO
2
(г) + 3H
2
O(ж); ∆H = –1559,84 кДж;
б) C(граф.) + O
2
(г) = CO
2
(г); ∆H = –393,51 кДж;
в) H
2
(г) + 1/2O
2
(г) = H
2
O(ж); ∆H = –285,84 кДж.
На основании закона Гесса с термохимическими уравнениями можно опе-
рировать так же, как и с алгебраическими. Для получения искомого ре-
зультата следует уравнение (б) умножить на два, уравнение (в) – на три,
а затем сумму этих уравнений вычесть из уравнения (а):
C
2
H
6
+ 3,5O
2
– 2C – 2O
2
– 3H
2
+ 1,5O
2
= 2CO
2
+ 3H
2
O – 2CO
2
– 3H
2
O;
∆H = –1559,87 + 787,02 + 857,52;
C
2
H
6
= 2C + 3H
2
; ∆H = +84,67 кДж.
Так как теплота образования равна теплоте разложения с обратным зна-
ком, то ∆H
обр
(C
2
H
6
)(г) = –84,67 кДж. К тому же результату мы придем, ес-
ли для решения задачи применить вывод из закона Гесса:
∆H
реакции
= 2∆H(CO
2
) + 3∆H(H
2
O) – ∆H(C
2
H
6
) – 3,5∆H(O
2
).
Учитывая, что теплоты образования простых веществ условно приняты
равными нулю,
∆H(C
2
H
6
) = 2∆H(CO
2
) + 3∆H(H
2
O) – ∆H
реакции
;
∆H(C
2
H
6
) = 2( –393,51) + 3( –285,84) + 1559,87 = –84,67;
∆H
обр
(C
2
H
6
)(г) = –84,67 кДж.
Пример 3. Восстановление Fe
2
O
3
водородом протекает по уравнению
Fe
2
O
3
(к) + 3H
2
(г)→2Fe(к) + 3H
2
O(г); ∆H = +96,61 кДж.
Возможна ли эта реакция при стандартных условиях, если изменение эн-
тропии ∆S = 0,1387 кДж/моль·град? При какой температуре начнется вос-
становление Fe
2
O
3
?
Решение. Вычисляем ∆G
о
реакции:
∆G = ∆H – T∆S = 96,61 – 298 · 0,1387 = +55,28 кДж.
Так как ∆G > 0, то реакция при стандартных условиях невозможна, наоборот,
при этих условиях идет обратная реакция окисления железа (коррозия).
Найдем температуру, при которой ∆G = 0:
∆H = T∆S; T = ∆H/∆S = 96,61/0,1387 = 696,5 К.
Следовательно, при температуре 696,5 К начнется реакция восстановления
Fe
2
O
3
. Иногда эту температуру называют температурой начала реакции. 
ния из простых веществ, взятых в их устойчивом состоянии при данных
условиях. Обычно теплоты образования относят к стандартному состоя-
нию, т. е. к 25 оС (298 К) и давлению 1,013 · 105 Па, и обозначают через
∆Hо298. Так как тепловой эффект с температурой изменяется незначительно,
то индексы можно опустить и тепловой эффект обозначить через ∆H. Сле-
довательно, нам нужно вычислить тепловой эффект реакции, термохими-
ческое уравнение которой имеет вид
                       2C(граф.) + 3H2(г) = C2H6(г); ∆H = ...,
исходя из следующих данных:
     а) C2H6(г) + 3,5O2(г) = 2CO2 (г) + 3H2O(ж); ∆H = –1559,84 кДж;
     б) C(граф.) + O2(г) = CO2(г); ∆H = –393,51 кДж;
     в) H2(г) + 1/2O2(г) = H2O(ж); ∆H = –285,84 кДж.
На основании закона Гесса с термохимическими уравнениями можно опе-
рировать так же, как и с алгебраическими. Для получения искомого ре-
зультата следует уравнение (б) умножить на два, уравнение (в) – на три,
а затем сумму этих уравнений вычесть из уравнения (а):
       C2H6 + 3,5O2 – 2C – 2O2 – 3H2 + 1,5O2 = 2CO2 + 3H2O – 2CO2 – 3H2O;
                          ∆H = –1559,87 + 787,02 + 857,52;
                         C2H6 = 2C + 3H2; ∆H = +84,67 кДж.
Так как теплота образования равна теплоте разложения с обратным зна-
ком, то ∆Hобр(C2H6)(г) = –84,67 кДж. К тому же результату мы придем, ес-
ли для решения задачи применить вывод из закона Гесса:
          ∆Hреакции = 2∆H(CO2) + 3∆H(H2O) – ∆H(C2H6) – 3,5∆H(O2).
Учитывая, что теплоты образования простых веществ условно приняты
равными нулю,
                 ∆H(C2H6) = 2∆H(CO2) + 3∆H(H2O) – ∆Hреакции;
           ∆H(C2H6) = 2( –393,51) + 3( –285,84) + 1559,87 = –84,67;
                          ∆Hобр(C2H6)(г) = –84,67 кДж.
     Пример 3. Восстановление Fe2O3 водородом протекает по уравнению
Fe2O3(к) + 3H2(г)→2Fe(к) + 3H2O(г); ∆H = +96,61 кДж.
Возможна ли эта реакция при стандартных условиях, если изменение эн-
тропии ∆S = 0,1387 кДж/моль·град? При какой температуре начнется вос-
становление Fe2O3?
     Решение. Вычисляем ∆Gо реакции:
             ∆G = ∆H – T∆S = 96,61 – 298 · 0,1387 = +55,28 кДж.
Так как ∆G > 0, то реакция при стандартных условиях невозможна, наоборот,
при этих условиях идет обратная реакция окисления железа (коррозия).
Найдем температуру, при которой ∆G = 0:
                ∆H = T∆S; T = ∆H/∆S = 96,61/0,1387 = 696,5 К.
Следовательно, при температуре 696,5 К начнется реакция восстановления
Fe2O3. Иногда эту температуру называют температурой начала реакции.



                                   16

Страницы