Приклад 1. Складіть термохімічне рівняння реакції горіння 1 моль ацетилену, якщо при цьому виділяється 1255,61 кДж теплоти.

Розв’язання. Рівняння хімічної реакції горіння ацетилену має вигляд: 2С₂Н₂ + 5О₂ = 4CO₂ + 2Н₂О. У термохімічному рівнянні слід зазначити агрегатний стан кожної речовини (газоподібний – (г), рідкий – (р), твердий – (т), кристалічний – (к)) та зміну ентальпії (Н) у процесі реакції. Ентальпія утворення (Н⁰_утв.) даної сполуки – це тепловий ефект реакції одержання 1 моль цієї сполуки з простих речовин, узятих у їхньому найбільш стійкому стані за даних умов. Звичайно Н⁰_утв. відносять до стандартних умов: Т = 298К и р = 101,32 кПа, і позначають Н⁰₂₉₈. Якщо Н⁰_298,х.р. 0, то реакція ендотермічна і супроводжується поглинанням тепла, якщо Н⁰_298,х.р. 0, то реакція є екзотермічною та супроводжується виділенням теплоти. Скористаємось даними задачі й одержимо: С₂Н₂(г) + 2,5О₂(г) = 2CO₂(г) + Н₂О(г); Н⁰_298,х.р. = – 1255,61 кДж,

що означає те, що реакція є екзотермічною.

Приклад 2. Обчислити ентальпію утворення CS₂ за стандартних умов з рівняння: CS₂(р) + 3О₂(г) = CO₂(г) + 2SО₂(г). Н⁰_х.р. = – 1075 кДж,

Н⁰(CO₂) = – 393,5 кДж/моль, Н⁰(SО₂) = – 296,9 кДж/моль.

Розв’язання. За наслідком із закону Ґесса тепловий ефект реакції (Н⁰_х.р.) дорівнює сумі теплот утворення продуктів реакції, зменшеній на суму теплот утворення вихідних речовин з урахуванням коефіцієнтів перед формулами цих речовин у рівнянні реакції:

Н⁰_х.р. = Н⁰_прод. – Н⁰_{вих.реч.}

У даному випадку: Н⁰_298,х.р. = (Н⁰₂₉₈(CO₂) + 2Н⁰₂₉₈(SО₂)) – (Н⁰₂₉₈(CS₂) + 3Н⁰₂₉₈(O₂)); оскільки Н⁰₂₉₈ простих речовин дорівнюють 0, то Н⁰_298,х.р. = =(Н⁰₂₉₈(CO₂) + 2Н⁰₂₉₈(SО₂)) – Н⁰₂₉₈(CS₂).

Звідси Н⁰₂₉₈(CS₂)=(Н⁰₂₉₈(CO₂) + 2Н⁰₂₉₈(SО₂)) – Н⁰_298,х.р. = –393,5 кДж/моль+ + 2  (–296,9 кДж/моль) – (–1075 кДж) = 87,8 кДж/моль.

Приклад 3. Не здійснюючи обчислень, поясніть, як змінюється ентропія системи (s): а) при переході води в пару; б) у реакції:

N₂(г) + 3H₂(г) = 2NH₃(г).

Відповідь. Ентропія (S) є мірою невпорядкованості стану речовини і характеризує ймовірність даного мікростану (W) даної макросистеми: S = k  lnW, де стала Больцмана k = 1,38  10^-23 Дж/К.

Ентропія залежить від температури, тиску, об’єму і маси системи. S_газу > >S_рідк. > S_ам.тв. > S_крист., оскільки при переходах кристал  рідина і рідина  газ (пара) взаємодія між частинками слабшає, і невпорядкованість у системі зростає. У даному випадку при переході води в пару об’єм системи збільшується, можливість хаотичного руху молекул різко зростає, отже, ентропія системи збільшується. Якісно про зміну ентропії судять зі зміни об’єму: якщо зміна об’єму (V) більше нуля, то й S > 0, якщо V < 0, те і S < 0, якщо V = 0, то і S ≈ 0.

У системі N₂(г) + 3H₂(г) = 2NH₃(г) до реакції 1 + 3 = 4 об’єми газоподібних речовин, а після реакції 2 об’єми, тобто, у процесі реакції об’єм системи зменшується, отже, й ентропія системи теж зменшується (S < 0).

Приклад 4. Обчисліть зміну енерґії Ґіббса у хімічній реакції

4NH₃(г) + 5O₂(г) = 6H₂O(г) + 4NО(г)