2 Следствие

Важно для реакций, протекающих с участием органических веществ.

Тепловой эффект реакции равен разности между суммами теплот (энтальпий) сгорания исходных веществ и продуктов реакции с учетом стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции.

Теплота (энтальпия) сгорания – это тепловой эффект сгорания 1 моль органического вещества до СО₂  и Н₂О. Остальные продукты определяются конкретно для каждого случая.

3. Что называют тепловым эффектом реакции? Как различаются реакции по тепловым эффектам? Как можно проиллюстрировать это с помощью энергетических (энтальпийных) диаграмм? Чем отличается термохимическая и термодинамическая система знаков для тепловых эффектов реакций?

Тепловой эффект химической реакции или изменение энтальпии системы вследствие протекания химической реакции — отнесенное к изменению химической переменной количество теплоты, полученное системой, в которой прошла химическая реакция и продукты реакции приняли температуру реагентов.

Практически важны два типа тепловых эффектов реакции -изотермо-изобарный (при постоянных т-ре Т и давлении р) и изотермо-изохорный (при постоянных Т и объеме V).

В соответствии с первым началом термодинамики тепловой эффект реакции при постоянном объеме Q_v равен приращению внутренней энергии системы ΔU, а тепловой эффект при постоянном давлении Q_p равен приращению ΔH. Тепловой эффект считается положительными (термохимическая система знаков) или отрицательными (термодинамическая система знаков), если тепловая энергия в ходе реакции выделяется системой.

4. В каких случаях уравнения химических реакций называют термохимическими? Почему в них иногда имеются дробные коэффициенты? Какие операции можно совершать с термохимическими уравнениями отдельных стадий процесса?

Термохимические уравнения реакций - это уравнения, в которых около символов химических соединений указываются агрегатные состояния этих соединений или кристаллографическая модификация и в правой части уравнения указываются численные значения тепловых эффектов.

Если теплоту реакции отнести к 1 моль определенного вещества, то в термохимическом уравнении некоторые стехиометрические коэффициенты могут быть дробными. Например:

C₆H₆(ж) + 7,5O₂   6CO₂(г) + 3H₂O + 3301,6 кДж/моль

Энтропия растет (ΔS > 0) в процессах, связанных с повышением температуры, при плавлении вещества, при испарении, при расширении системы, растворении. В этих случаях увеличение числа частиц и энергии теплового движения увеличивает беспорядок и, следовательно, увеличивается энтропия, и наоборот – охлаждение, конденсация, кристаллизация, реакции с уменьшением объема – сопровождаются уменьшением энтропии (ΔS < 0). "Носителями" энтропии являются газы, обладающие высокими значениями энтропии.

Стандартное состояние веществ не зависит от температуры. Если в ходе реакции теплота выделяется, т.е. энтальпия системы понижается (ΔН< 0), то реакция называется экзотермической. Реакция, протекающая с поглощением теплоты, т.е. с повышением энтальпии системы (ΔН > 0), называется эндотермической.

Если в результате экзотермической реакции (ΔН < 0) уменьшается число молей газообразных веществ и, соответственно, энтропия (ΔS < 0), то при невысокой температуре ΔН > TΔS и реакция возможна в прямом направлении (ΔG < 0). При высоких температурах ΔH < TΔS и прямая реакция самопроизвольно протекать не может (ΔG > 0), а обратная реакция возможна.

5.Что называют энтальпией химической реакции? Как ее можно рассчитать? Почему при расчетах энтальпий реакций пользуются стандартными энтальпиями образования веществ?

6. Какие условия состояния системы принимают в термодинамике в качестве стандартных? Какими символами их обозначают?

7. Что такое стандартное состояние вещества? Что понимают под стандартными энтальпиями образования веществ? В каких единицах выражают? Где приводятся эти величины? Какую информацию они могут дать?

Стандартное состояние вещества – это состояние вещества, в котором оно находится при температуре 298,15 К и давлении 101,325 кПа (760 мм ртутного столба).

Стандартной энтальпией образования вещества называется количество теплоты, которое выделяется или поглощается при образовании одного моля этого вещества из простых веществ при стандартных условиях (Р = 101,3 кПа, T = 298 К).

Она измеряется в кДж/моль.

Данные по величинам стандартных энтальпий образования и сгорания многих веществ приводятся в справочных термодинамических таблицах.

По имеющимся в справочниках теплотам образования веществ можно рассчитать тепловой эффект для любого написанного уравнения реакции, а если тепловой эффект реакции известен, то можно рассчитать теплоту образования одного из веществ реакции.