![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Г.Д. Бахтина, г.П. Духанин, ж.Н. Малышева
- •Сборник
- •Примеров и задач
- •По физической химии
- •Оглавление
- •6.3. Порядок выполнения семестровых работ . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117
- •Введение
- •Основные положения химической термодинамики и ее приложение для расчета равновесий
- •1.1. Основные понятия термодинамики
- •Первый закон термодинамики
- •1.3. Теплоемкость. Зависимость теплоемкости от температуры. Расчет количества теплоты, необходимой для нагревания веществ
- •Теплоемкость газообразного монооксида углерода
- •1.4. Термохимия
- •Расчет стандартных тепловых эффектов химических реакций по стандартным теплотам образования веществ, участвующих в реакции
- •Теплоты образования веществ в указанных фазовых состояниях приведены в табл. 1.2.
- •Теплоты образования веществ
- •Расчет стандартнвх тепловых эффектов химических реакций по стандартным теплотам сгорания веществ, участвующих в реакции
- •Теплоты сгорания веществ в указанных фазовых состояниях приведены в табл. 1.3.
- •Теплоты сгорания веществ
- •Теплоты образования веществ
- •Теплоты образования веществ
- •1.4.2. Расчет тепловых эффектов химических реакций при нестандартной температуре с применением уравнения Кирхгофа
- •Второй и третий законы термодинамики
- •Термодинамические потенциалы
- •Расчет изменения энергии Гиббса химической реакции при стандартной температуре
- •Расчет изменения энергии Гиббса химической реакции при нестандартной температуре
- •Термодинамические свойства веществ
- •Химическое равновесие. Расчет констант равновесия обратимых химических реакций
- •Если в системе протекает обратимая химическая реакция
- •Химический потенциал каждого участника химической реакции является функцией активности ai этого компонента:
- •Из уравнений (1.51) и (1.52) следует, что в состоянии равновесия
- •Термодинамические свойства веществ
- •1.7. Фазовые равновесия в однокомпонентных системах. Уравнение Клапейрона–Клаузиуса и его применение для расчета теплоты испарения, давления насыщенного пара и температуры кипения
- •2. Свойства растворов
- •Способы задания концентрации растворов
- •Закон Рауля. Расчет характеристик разбавленных растворов по понижению температуры замерзания и по повышению температуры кипения
- •Где Токип., Тозам. – температуры кипения и замерзания чистого растворителя;
- •Электрохимия
- •Расчет характеристик растворов электролитов
- •Электрическая проводимость растворов электролитов
- •Расчет термодинамических характеристик гальванических элементов
- •Для цинково-медного гальванического элемента Якоби-Даниэля
- •Законы электролиза Фарадея и их применение для расчета количественных характеристик процесса электролиза
- •Химическая кинетика
- •4.1. Кинетические уравнения гомогенных химических реакций
- •Если к определенному моменту времени концентрация вещества Астала равной 1,5 моль/л, следовательно, количество прореагировавшего числаАбудет равно:
- •Влияние температуры на скорость химических реакций. Применение правила Вант-Гоффа и уравнения Аррениуса
- •Уравнения для расчета кинетических характеристик химических реакций различного порядка
- •5. Задачи для самостоятельного решения
- •Задачи к главе “Основные положения химической термодинамики и ее приложение для расчета равновесий”
- •Задачи к главе “Свойства растворов”
- •Задачи к главе “Электрохимия”
- •5.4. Задачи к главе “Химическая кинетика”
- •Многовариантные семестровые задания
- •6.1. Семестровое задание № 1. “Термодинамика химических реакций”
- •6.2. Семестровое задание № 2 (комплекс задач)
- •6.2.1. Расчет концентрации растворов
- •6.2.4. Расчет кинетических характеристик химических реакций
- •6.3. Порядок выполнения семестровых работ
- •Справочные таблицы
- •Термодинамические свойства простых веществ и соединений
- •Величины коэффициентов Mn для вычисления стандартного изменения энергии Гиббса по методу Темкина и Шварцмана
- •Стандартные электродные потенциалы в водных растворах при 250с
- •Предельная эквивалентная электрическая проводимость ионов (при бесконечном разведении) при 25оС и температурный коэффициент электрической проводимости ;
- •Средние ионные коэффициенты активности γ± растворов сильных электролитов
- •Библиографический список
- •Галина Дмитриевна Бахтина
Теплоты сгорания веществ в указанных фазовых состояниях приведены в табл. 1.3.
Таблица 1.3
Теплоты сгорания веществ
Вещество |
C2H4 (газ) этилен |
H2O (ж)
|
С2Н5ОН (ж) этиловый спирт |
Количество молей |
1 |
1 |
1 |
|
–1410,97 |
0 |
–1370,68 |
Р е ш е н и е
Так как реакция проходит при P = const, то стандартный тепловой эффект находим в виде изменения энтальпии по известным теплотам сгорания по следствию из закона Гесса (формула (1.18):
ΔНо298 = ( –1410,97 + 0 ) – (–1370,68) = – 40,29 кДж.
Данная реакция является экзотермической (ΔНо298 < 0).
П р и м е р 1.4. Вычислить стандартный тепловой эффект следующей реакции при получении 10 кг железа:
FeO + CO = Fe + CO2
тв. газ тв. газ
Таблица 1.4
Теплоты образования веществ
Вещество |
FeO (тв) |
CO (газ) |
Fe (тв) |
СО2 (газ) |
Количество молей |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
–264,85 |
–110,53 |
0 |
–393,51 |
Р е ш е н и е
Находим стандартный тепловой эффект по известным теплотам образования по следствию из закона Гесса (формула (1.17):
ΔНо298= {0 + (–393,51)} – {(–264,85) + (–110,53)} = – 18,13 кДж.
Рассчитанное количество теплоты выделяется (ΔНо298 < 0) в соответствии с уравнением реакции при получении 1 моля железа.
Находим количество молей железа в 10 кг этого вещества:
n = g./M= 10·103/55,84 = 179,08 молей,
где g= 10·103– количество железа, в г;
M= 55,84 – молярная (атомная) масса железа, в г/моль.
Находим количество теплоты, выделяющееся при получении 10 кг железа:
∑ ΔНо298 = 179,08 · (–18,13) = –3246,72 кДж.
П р и м е р 1.5. Вычислить стандартный тепловой эффект следующей реакции при получении 2 кг железа:
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
тв. газ тв. газ
Таблица 1.5
Теплоты образования веществ
Вещество |
Fe2O3 (тв)
|
CO (газ)
|
Fe (тв)
|
СО2 (газ)
|
Количество молей |
1 |
3 |
2 |
3 |
|
–822,16 |
–110,53 |
0 |
–393,51 |
Р е ш е н и е
Находим стандартный тепловой эффект в виде изменения энтальпии по известным теплотам образования по формуле (1.17):
ΔНо298 = {2 · 0 + 3 · (–393,51)} – {(–822,16) + 3· (–110,53)} = –26,78 кДж.
Рассчитанное количество теплоты выделяется (ΔНо298 < 0) в соответствии с уравнением реакции при получении 2 молей железа. Следовательно, тепловой эффект при получении 1 моля железа составит:
(– 26,78 ) : 2 = – 13,39 кДж
Находим количество молей железа в 2 кг железа:
n = g /M= 2·103/55,84 = 35,82 молей,
где g= 2·103– количество железа, в г;
M= 55,84 – молярная (атомная) масса железа, в г/моль.
Находим количество теплоты, выделяющееся при получении 2 кг железа:
∑ ΔНо298 = 35,82 · (– 3,39) = – 479,63 кДж.