Приклади розвязання типових задач

1. Обчислити тепловий ефект реакії 4NO (г) = 2N₂О (г) + О₂ (г),

використовуючи такі термохімічні дані:

1/2 N₂ (г) + 1/2 О₂ (г) = NO (г); _rН=90 кДж;

N₂ (г) + 1/2 О₂ (г) = N₂О (г); _rН = 82 кДж.

Розв'язок. Припускаємо, що реакцію з невідомим тепловим ефектом можна провести по стадіях. Спочатку розкладемо 4 моля NO на кисень та азот:

4NO (г) = 2N₂ (г) + 2О₂ (г); _rН = 4(–90) = –360 кДж;

а потім синтезуємо з азоту та кисню 2 моля N₂О:

2N₂ (г) + О₂ (г) = 2N₂О (г); _rН = 2  82 = 164 кДж.

Після алгебраїчного додавання термохімічних рівнянь, що відповідають двом гіпотетичним стадіям перетворення, отримаємо:

4NO (г) = 2N₂ (г) + 2О₂ (г); _rН = –360 кДж;

2N₂ (г) + О₂ (г) = 2N₂О (г); _rН = 164 кДж;

4NO(г) = 2N₂O(г) +O₂(г); _rН = –196 кДж.

2. Обчислити зміну ентропії за стандартних умов для такої реакції:

СН₄ (г) + 2О₂ (г) = СО₂ (г) + 2Н₂О (р),

використавши дані, вміщені у додатку 2.

Розв 'язок .Обчислимо зміну ентропії за формулою:

_rS^о = 2S^о[H₂O(р)] + S^о[CO₂(г)] – S°[CH₄(г)] – 2 S°[О₂ (г)] =

= 2 · 70,1 + 213,7 – 186,3 – 2 · 205,0 = –242,4 Дж /(мольК).

Питання для самоперевірки

1. Дайте визначення величинам теплоти та роботи.

2. Розкажіть про перший закон термодинаміки.

3. Що вивчає термохімія?

4. Що таке теплота утворення?

5. Дайте визначення терміну ентропія.

3. Які реакції називаються оборотними?

4. Що таке тепловий ефект реакції?

Вивчення матеріалу цього розділ дозволить студентам мати чітке уявлення про закони термодинаміки і термохімії та використовувати набуті знання для розвязування задач.

63