термохимическое уравнение

Ответ от Ёаша П[гуру]
Пример 1. При взаимодействии кристаллов хлорида фосфора (+5) с парами воды образуются жидкая хлорокись РОС13 и хлористый водород. Реакция сопровождается выделением 111,4 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение этой реакции.
Решение. Уравнения реакций, в которых около символов химических соединений указываются их агрегатные состояния или кристаллическая модификация, а также численное значение тепловых эффектов, называются термохимическими. Термохимические уравнения, если это специально не оговорено, содержат тепловые эффекты при постоянном давлении Qр, равные изменению энтальпии системы DH. Значение DH приводят обычно в правой части уравнения, отделяя их запятой или точкой с запятой. Приняты следующие сокращенные обозначения агрегатного состояния веществ: г — газообразное, ж — жидкое, к — кристаллическое. Эти символы опускаются, если агрегатное состояние веществ очевидно.
Если теплота в результате реакции выделяется Qр > 0, то энтальпия системы уменьшается DH < 0, т. е. имеет отрицательное значение.
Учитывая сказанное, составляем термохимическое уравнение данной в примере реакции:
РСl5 (к) + Н2О (г) = РОС13 (ж) + 2НС1 (г) ;
DH = - 111,4 кДж.
Пример 2. Реакция горения этана выражается термохимическим уравнением
С2Н6 (г) + 3 1/2 O2 (г) = 2СO2 (г) + 3Н2O (ж) ;
DH = - 1559,84 кДж.
Вычислите теплоту образования этана, если известны теплоты образования СО2 (г) и Н2О (ж) (см. табл. 1).
Решение: Теплотой образования (энтальпией) данного соединения называют тепловой эффект реакции образования одного моля этого соединения из простых веществ, взятых в их устойчивом состоянии при данных условиях. Обычно теплоты образования относят к стандартному состоянию, т. е. к 25° С (298 К) и 1 атм и обозначают через DH0298 .Так как тепловой эффект с температурой изменяется незначительно, то здесь и в дальнейшем индексы опускаются и тепловой эффект обозначается через DH. Следовательно, нам нужно вычислить тепловой эффект реакции, термохимическое уравнение которой имеет вид
2С (граф) + 3Н2(г) = С2Н6(г) ; DH = …,
исходя из следующих данных:
а) С2Н6 (г) + 3 1/2 O2 (г) = 2СО2 (г) + ЗН2О (ж) ;
DH = - 1559,87 кДж;
б) С (граф) + О2 (г) = СО2 (г) ; DH = - 393,51 кДж;
в) Н2 (г) + 1/2 О2 (г) = Н2О (ж) ; DH = - 285,84 кДж.
На основании закона Гесса с термохимическими уравнениями можно оперировать так же, как и с алгебраическими. Для получения искомого результата следует уравнение (б) умножить на два, уравнение (в) — на три, а затем сумму этих уравнений вычесть из уравнения (а) :
С2Н6 + 3 1/2 О2 - 2С - 2О2 - 3Н2 - 3/2 О2 =
= 2СО2 + 3Н2О - 2СО2 - 3Н2О
DH = - 1559,87 + 787,02 + 857,52;
С2Н6 = 2С + ЗН2; DH = + 84,67 кДж.
Так как теплота образования равна теплоте разложения с обратным знаком, то = -84,67 кДж. К тому же результату мы придем, если для решения задачи применить вывод из закона Гесса:
DH х. р = 2 + 3 - -3 1/2
Учитывая, что теплоты образования простых веществ условно приняты равными нулю,
= 2 + 3 + DH х. р
= 2(—393,51) + 3( - 285,84)+ 1559,87 =
= -84,67;
= -84,67 кДж.
Пример 3. Реакция горения этилового спирта выражается термохимическим уравнением:
С2Н5ОН (ж) + 3О2 (г) = 2СО2 (г) + 3Н2О (ж) ; DH = ?
Вычислите тепловой эффект реакции, если известно, что мольная теплота парообразования С2Н5ОН (ж) равна + 42,36 кДж и известны теплоты образования С2Н5ОН (г) ; СО2(г) ; Н2O(ж) (см. табл. 1).
Решение. Для определения DH реакции необходимо знать теплоту образования С2Н5ОН (ж) . Последнюю находим из данных задачи:
С2Н5ОН (ж) = С2Н5ОН (г) ; DH =: + 42,36 кДж
+ 42,36 = - 235,31 - (ж) .
(ж) = - 235,31 — 42,36 = - 277,67
Теперь вычисляем DH реакции, применяя следствие из закона Гесса:
DH х. р =2 ( - 393,51)+ 3 ( - 285,84) + 277,67 = 1366,87 кДж.
ПРИМЕР 4 И ПРИМЕР 5 В ССЫЛКЕ.
Источник: