Приклади розв'язування задач
Приклад І. Користуючись даними табл. 1, обчислити ΔНх.р (хімічної реакції):
2
Mg(K)
+
СO2(г)
2MgO(к)
+ C(графіт).
Розв’язування: За даними табл. І стандартні ентальпії утворення СО2 та MgО відповідно дорівнюють -393,5 і 601,8 кДж/моль (слід запам’ятати, що стандартні ентальпії утворення простих речовин дорівнюють нулю).
За законом Гесса: "Стандартна зміна ентальпії хімічної реакції дорівнює сумі стандартних ентальпій утворення продуктів реакції за відрахуванням суми стандартних сіпальній утворення вихідних речовий". У кожному випадку необхідно враховувати кількість молей речовин, які беруть участі, у реакції (відповідно до рівняння реакції).
Звідси, для стандартної ентальпії даної реакції: ΔНх.р.=2ΔН0МgO – ΔН0СО2 = 2(-601,8)-(-393,5)=-1203,6+393,5 =-8 1 0, 1 кДж.
Приклад 2. Реакція горіння етилового спирту описується термохімічним рівнянням:
С2Н5ОН(Р) + 3О2(Г) = 2СО2(г) + 3Н2О(р); ΔН0х.р.=?
Обчислити тепловий ефект реакції, якщо відомо, що молярна теплота пароутворення C2Н5OH(p) дорівнює 42,36 кДж.
Розв’язування: Для визначення ΔН0х.р необхідно знати теплоту утворення C2H5ОН(p). Останню знаходимо таким чином;
С2Н5ОН(Р) С2Н5ОН(г); ΔН0пароутворення = -42,36 кДж.
Звідки 42,36= -235,31 – ΔН0С2Н5ОН(Р);
ΔН0С2Н5ОН(Р)=-235,31 – 42,36=-277,67 кДж.
Знаходимо ΔНх.р, скориставшись висновком із закону Гесса:
ΔНх.р=2ΔН0СО2 + 3ΔН0Н2О(Р) – ΔН0С2Н5ОН(Р)=2(-393,5)+3(-285,8)-
(-277,67)=-1366,73 кДж.
Приклад 3. Реакція відновлення Fе2О3 воднем відбувається за рівнянням:
Fe203(K) + ЗН2(г) = 2Fe(K) + ЗН2О(Г); ΔНх.р=96,61 кДж.
При якій температурі почнеться відновлення Fe203, якщо зміна ентропії ΔS0=0,1387 кДж/(моль*К)?
Розв'язування. Оскільки в момент рівноваги ΔG0=0, a ΔН0=TΔS,
Отже, при температурі ≈696,5К почнеться реакція відновлення Fe2O3 (температура початку реакції).
Приклад 4. Знайти кількість теплоти, яка виділиться під час вибуху 12,6л гримучого газу (взятого за нормальних умов) з утворенням водної пари.
Розв'язувати. Запишемо термохімічне рівняння цієї реакції:
2Н2 + О2 2H2O; ΔН0х.р.=?
Тепловий ефект цієї реакції дорівнюватиме стандартній ентальпії утворення водяної пари:
ΔНх.р.=2ΔН0H2O = 2(-241,8)=-483,о кДж.
Оскільки в утворенні 2 моль води бере участь 3 моль газоподібних речовин (67,2 л), то:
67,2 л — (-483,6)
12,6 л — х,
Таблиця 1.
Стандартні ентальпії утворення δн0298, ентропії s0298 і енергії Гіббса δg0298 деяких речовин при 298 к (25°с).
|
Речовина |
ΔН0298, кДж/моль |
S0298, Дж/(моль*К) |
ΔG0298, кДж/моль |
|
Al2O3 (к) |
-1676,0 |
50,9 |
-1582,0 |
|
ВаСО3 (к) |
-1176,76 |
112.1 |
-1138,8 |
|
ВаO (к) |
538,9 |
67,87 |
-527.5 |
|
ВеСО3 (к) |
|
|
-944.75 |
|
ВeО (к) |
|
|
-581,61 |
|
С(графіт) |
0 |
5,74 |
0 |
|
С(алмаз) |
1,807 |
2.38 |
|
|
СH4 (г) |
-74,9 |
186,2 |
50,8 |
|
С2H2 (г) |
226,8 |
200,8 |
209,2 |
|
С2Н4 (г) |
52,3 |
219,4 |
68,1 |
|
С2Н6 (г) |
89,7 |
229,5 |
-32,9 |
|
CH3OH (р) |
-238,7 |
126.7 |
-167,22 |
|
С2Н5ОН (p) |
-277,67 |
160,7 |
-174,8 |
|
С2Н5ОН (г) |
-235,31 |
|
|
|
C6H6 (p) |
89,2 |
269,2 |
129,7 |
|
С6H12O6 (глюкоза) |
- 1273,0 |
|
-919,5 |
|
СO (г) |
-110,5 |
197,5 |
-137,1 |
|
CO2 (г) |
393,5 |
213,7 |
-394,4 |
|
СаСО3 (к) |
-1207,0 |
88,7 |
-1127,7 |
|
СаО (к) |
635,5 |
39,7 |
-604,2 |
|
Речовина |
ΔН0298, кДж/моль |
S0298, Дж/(моль*К) |
ΔG0298, кДж/моль |
|
Са(ОН)2 (к) |
986,6 |
76,1 |
-896,8 |
|
СІ2 (г) |
0 |
222,9 |
0 |
|
Сг2О3(к) |
-1440,6 |
81,2 |
-1050,0 |
|
СuО (к) |
-162,0 |
42,6 |
-129,9 |
|
Fe (к) |
0 |
27,15 |
0 |
|
FeO (к) |
-264,8 |
60,8 |
-244,3 |
|
Fе2O3 (к) |
-822,2 |
87,4 |
-740,3 |
|
Fe3O4 (к) |
-1117,1 |
146,2 |
-1041,2 |
|
H2 (г) |
0 |
130,5 |
0 |
|
HCl (г) |
-92,3 |
186,8 |
-95,2 |
|
H2О (г) |
-241,8 |
188,7 |
-228,6 |
|
H2О (р) |
-285,8 |
70,1 |
-237,3 |
|
H2S (г) |
-21,0 |
205,7 |
-33,8 |
|
KC1 (к) |
-435,9 |
82,6 |
-408,0 |
|
КСlO3 (к) |
-391,2 |
143,0 |
-289,9 |
|
MgCO3 (к) |
|
65,69 |
-1028,3 |
|
MgO (к) |
-601,8 |
26,9 |
-569,6 |
|
N2 (г) |
0 |
199,9 |
0 |
|
NH3 (г) |
-46,2 |
192,6 |
-16,7 |
|
N2O (г) |
82,0 |
219,9 |
104,1 |
|
NO (г) |
90,3 |
210,6 |
86,6 |
|
NO2 (г) |
33,5 |
240,2 |
51,5 |
|
N204 (г) |
9,6 |
303,8 |
98,4 |
|
NiO (к) |
-239,7 |
38,0 |
-211,6 |
|
О2 (г) |
0 |
205,0 |
0 |
|
Р2О3 (к) |
-820,0 |
173,5 |
|
|
Р2О5 (к) |
-1492,0 |
1 14,5 |
-1348,8 |
|
PbO (к) |
-219,3 |
66,1 |
-189,1 |
|
PbO2 (к) |
-276,6 |
74,9 |
-218,3 |
|
PCl3 (г) |
|
311,66 |
|
|
PCl5 (г) |
|
352.71 |
|
|
CS2 (г) |
1 15,28 |
2-19,6 |
62,82 |
|
NH4Cl (к) |
-315,39 |
94,5 |
-203,88 |
|
ZnO (к) |
-350,6 |
43,6 |
-320,7 |