- •Содержание
- •Введение
- •1 Основные понятия и законы химии
- •1.1 Основные понятия химии
- •1.2 Основные законы химии
- •2 Основные классы неорганических соединений
- •2.1 Простые вещества
- •2.2 Сложные вещества
- •3 Растворы
- •3.1 Общие свойства растворов
- •3.1.2 Способы выражения состава растворов
- •3.1.3 Физико-химические процессы образования растворов
- •3.1.4 Экстракция
- •3.2 Растворы неэлектролитов
- •3.2.1 Законы Рауля
- •3.2.2 Осмос
- •3.3 Растворы электролитов
- •3.3.1 Электролитическая диссоциация
- •3.3.2 Сильные и слабые электролиты
- •3.4 PH водных растворов
- •4 Ионно-обменные реакции
- •4.1 Необратимые ионно-обменные реакции
- •4.2 Обратимые ионно-обменные реакции
- •5 Гидролиз солей
- •5.1 Различные случаи гидролиза
- •2) Гидролиз соли образованной сильным основанием и слабой кислотой
- •3) Гидролиз соли образованной слабым основанием и слабой кислотой
- •5.2 Константа гидролиза
- •5.3 Смещение равновесия при гидролизе
- •6. Окислительно-восстановительные реакции
- •6.1 Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций
- •6.2 Прогнозирование окислительно-восстановительных свойств веществ по степеням окисления элементов
- •6.3 Основные типы окислительно-восстановительных реакций
- •6.4 Взаимодействие металлов с водой, кислотами и щелочами
- •7 Гальванические элементы
- •7.1 Принцип работы гальванического элемента
- •7.2 Водородный электрод сравнения. Электрохимический ряд
- •8 Электролиз
- •8.1 Электролиз расплавов
- •8.2 Электролиз водных растворов
- •8.3 Количественные расчёты в электролизе
- •8.4 Химические источники электрической энергии
- •9 Коррозия металлов
- •9.1 Виды и типы коррозии
- •9.2 Способы защиты металлов от коррозии
- •9.2.1 Изолирование металлов от внешней среды
- •9.2.2 Изменение состава коррозионной среды
- •9.2.3 Рациональное конструирование
- •9.2.4 Электрохимические способы защиты от коррозии
- •10 Термодинамика
- •10.1 Внутренняя энергия и энтальпия. Закон Гесса
- •Или через промежуточный продукт (со) в две реакции:
- •10.2 Энтропия
- •10.3 Энергия Гиббса
- •11 Химическая кинетика Химическая кинетика – учение о скоростях и механизмах протекания химических реакций.
- •11.1 Скорость реакции
- •Основные факторы, влияющие на скорость реакции:
- •Число частиц с энергией большей, чем Еа равно заштрихованной площади.
- •12.1.2 Модель атома по Бору
- •12.2 Современные представления о строении атома
- •13 Периодический закон и периодическая таблица д.И. Менделеева
- •14 Химическая связь и строение молекул
- •14.1 Химическая связь
- •14.1.1 Квантово-механическое описание модели молекулы водорода
- •14.1.2 Основные характеристики химической связи
- •Валентный угол–это угол между двумя химическими связями.Он отражает геометрию молекулы.
- •14.1.3 Типы химических связей Ковалентная связь –это связь между двумя атомами за счет образования общей электронной пары.
- •14.2 Состав и строение молекул
- •15 Типы кристаллических решеток
- •16.1 Общая характеристика s-элементов первой и второй групп
- •16.2 Свойства воды
- •16.2.1 Строение молекулы воды
- •16.2.2 Физические свойства воды
- •16.2.3 Химические свойства воды
- •16.3 Жесткость воды
- •18 Комплексные соединения
- •18.1 Состав комплексных соединений
- •18.2 Реакции с участием комплексных соединений
- •19.8.1 Элементы триады железа
- •19.8.2 Платиновые металлы
- •20 Органические соединения
- •20.1 Углеводороды
- •20.2 Кислородсодержащие соединения
- •20.3 Амины и аминокислоты
- •21 Полимеры
- •21.1 Классификации полимеров
- •21.2 Полимеризационные полимеры
- •21.3 Поликонденсационные полимеры
- •21.4 Структура и состояние полимеров
- •22 Рабочие вещества низкотемпературной техники
- •22.2 Хладагенты органического происхождения
- •Список использованных источников
Или через промежуточный продукт (со) в две реакции:
С(к) + ½O2(г) = СО(г), ΔH0298 = –110,5 кДж/моль,
СО(г) + ½O2(г) = СО2(г), ΔH0298 = –283,0 кДж/моль.
Из приведенных значений тепловых эффектов видно, что независимо
от того, в одну или в две реакции осуществляется данное превращение, суммарный тепловой эффект одинаков и составляет 393,5 кДж/моль.
На практике широко используется следствия из закона Гесса:
1) Тепловой эффект химической реакции равен разности между суммой энтальпий образования продуктов реакции и суммой энтальпий образования исходных веществ (с учетом стехиометрических коэффициентов в виде соответствующих множителей):
DН реакции = SniDНобр. продуктов – SnjDНисх. веществ. |
(10.4) |
2) Тепловой эффект реакции равен разности между суммой энтальпий сгорания исходных веществ и суммой энтальпий сгорания продуктов реакции (с учетом стехиометрических коэффициентов в виде соответствующих множителей):
DН реакции = SnjDНсгорания исх. веществ – SniDНсгорания обр. продуктов. |
(10.5) |
Закон Гесса и его следствия можно применять не только для химических превращений, но и для расчета тепловых эффектов фазовых переходов: плавления, кипения, кристаллизации, растворения и др.
Примеры расчета
1) Реакция горения этана выражается термохимическим уравнением:
С2Н6(г) + 31/2О2 = 2СО2(г) + 3Н2О(ж), DН0298 = –1559,87 кДж.
Вычислите энтальпию (теплоту) образования этана.
Решение
Применим следствие из закона Гесса:
DН0298 = [2DН0298(СО2) + 3DН0298(Н2Ож)] – [DН0298(С2Н6) + 31/2DН0298(О2)].
Подставляя табличные значения, получаем
DН0298(С2Н6) = 2(–393,51) + 3(–285,84) + 1559,87 = –84,67 кДж/моль.
Ответ: DН0298(С2Н6) = –84,67 кДж/моль.
2) Рассчитать количество тепла, необходимое для испарения 1 л воды.
Решение
Запишем уравнение фазового перехода H2O(ж) = H2O(г).
Применим следствие из закона Гесса:
ΔН0298 исп.(Н2Ож) = ΔН0298(Н2Ог) – H0298(Н2Ож) = –241,8 – (–285,8)
= +44 кДж/моль.
n(Н2Ож) = m ∕ M = 1000∕18 = 55,6 моль.
Для испарения 1 л воды потребуется 44·55,6=2446,40 кДж.
На примере реакции нейтрализации покажем методику экспериментального определения тепловых эффектов химических реакций.
Реакции нейтрализации относится к наиболее распространенным в химии реакциям. Они протекают при взаимодействии кислот с основаниями. Рассмотрим данную реакцию на примере взаимодействия сильной кислоты с сильным основанием:
HCl + NaOH = NaCl + H2O – молекулярная форма,
H+ + Cl– + Na+ + OH– = Na+ + Cl– + H2O – полная ионная форма,
H+ + OH– = Н2O – сокращенная ионная форма.
Термохимическое уравнение данной реакции имеет вид:
H+(p) + OH–(p) = H2O(ж), DН0298 = –57,2 кДж/моль.
Экспериментальное определение теплового эффекта данной реакции проводится на калориметрической установке. В ходе реакции выделяется энергия, которая расходуется на нагрев содержимого калориметра, в результате чего его температура повышается. Вычислив изменение температуры (∆t) и зная теплоемкости всех частей калориметра или постоянную калориметра, можно найти количество выделившейся энергии.