Стандартні теплоти (ентальпії) утворення деяких речовин

Речовина	Стан	ΔH0298,кДж/моль	Речовина	Стан	ΔH0298,кДж/моль
C2H2	г	+226,75	CH3OH	г	–201,17
CS2	г	+115,28	C2H5OH	г	–235,31
NO	г	+90,37	H2O	г	–241,83
C6H6	г	+82,93	H2O	р	–285,84
C2H4	г	+52,28	NH4Cl	к	–315,39
H2S	г	–20,15	CO2	г	–393,51
NH3	г	–46,19	Fe2O3	к	–822,10
CH4	г	–74,85	TiO2	к	–944,75
C2H6	г	–84,67	Ca(OH)2	к	–986,50
HCl	г	–92,31	Al2O3	к	–1669,80
CO	г	–110,52

Рішення. Теплотою утворення (ентальпією) даної сполуки називають тепловий ефект реакції утворення 1 моль цієї сполуки з простих речовин, узятих у їх стійкому стані за даних умов. Звичайно теплоти утворення відносять до стандартного стану, тобто 25 °С (298 K) і 1,013 × 10⁵ Па, і позначають через ΔH⁰₂₉₈. Оскільки тепловий ефект із температурою змінюється незначно, то тут і надалі індекси опускаються і тепловий ефект позначається через ΔH . Отже, потрібно обчислити тепловий ефект реакції, термохімічне рівняння якої має вигляд:

2С(графіт) + 3Н₂(г) = С₂Н₆(г); ΔH = ?

виходячи з наступних даних:

а) С₂Н₆(г) +3¹/₂О₂(г) = 2С₂(г) +3Н₂О(р); ΔH = –1559,87кДж;

б) С(графіт) + О₂(г) = СO₂(г); ΔH = –393,51кДж;

в) Н₂(г) + ¹/₂ О₂ = Н₂О(р); ΔH = –285,84кДж.

На основі закону Гесса з термохімічними рівняннями можна оперувати так само, як і з алгебраїчними. Для одержання шуканого результату треба рівняння (б) помножити на 2, рівняння (в) – на 3, а потім суму цих рівнянь відняти з рівняння (а):

С₂Н₆ + 3¹/₂О₂ – 2С – 2O₂ – 3 Н₂ – 3¹/₂ О₂ = 2С₂ + 3Н₂О – 2С₂ – 3Н₂О

С₂Н₆ = 2С + 3H₂;

ΔH = –1559,87 – 2(–393,51) – 3 (–285,84) = +84,67кДж;

Оскільки теплота утворення дорівнює теплоті розкладання зі зворотним знаком, то ΔH(С₂Н₆) = – 84,67кДж. До того ж результату прийдемо, якщо для рішення задачі застосувати висновок із закону Гесса:

ΔΗ_х.р. = 2ΔH(СО₂) + 3ΔH(Н₂О) –ΔH(С₂Н₆) – 3¹/₂ ΔH(О₂)

З огляду на, що теплоти утворення простих речовин умовно прийняті рівними нулеві:

ΔH(С₂Н₆) = 2ΔH(СО₂) + 3ΔH(Н₂О) – ΔΗ_х.р.

ΔH(С₂Н₆) = 2(–393,51) + 3(–285,84) + 1559,87 = –84,67кДж

ΔH(С₂Н₆) = –84,67кДж

Приклад З. Реакція горіння етилового спирту виражається термохімічним рівнянням : С₂Н₅ОН(р) + 3О₂ (г) = 2СО₂(г) +3Н₂О(р); ΔH = ?

Обчислить тепловий ефект реакції, якщо відомо, що мольна (молярна) теплота пароутворення С₂Н₅ОН(р) дорівнює +42,36кДж і відомі теплоти утворення: С₂Н₅ОН(г); СО₂(г); ЗН₂О(р) (див. табл.).

Рішення. Для визначення ΔH реакції необхідно знати теплоту утворення С₂Н₅ОН(р). Останню знаходимо з даних:

С₂Н₅ОН(р) = С₂Н₅ОН(г); ΔH = +42,36кДж.

42,36 = –235,31 – ΔH(С₂Н₅ОН(р));

ΔH(С₂Н₅ОН(р)) = –235,31 – 42,36 = –277,67кДж.

Обчислюємо ΔH реакції, застосовуючи наслідок з закону Гесса:

ΔHх.р. = 2(–393,51) + 3(–285,84) + 277,67 = –1366,87кДж.