Решение. Уравнения реакций, в которых за символами химических соединений указываются их агрегатные состояния или кристаллические модификации

Решение.

Уравнения реакций, в которых за символами химических соединений указываются их агрегатные состояния или кристаллические модификации, а также числовые значения тепловых эффектов, называются термохимическими. В термохимических уравнениях, если специально не оговорено, указываются значения тепловых эффектов при постоянном давлении Q_р, равные изменениям энтальпии реакции ΔН.

Значение ΔНприводят обычно в правой части уравнения, отделяя его запятой или точкой с запятой. Приняты следующие сокращения обозначения агрегатного состояния веществ: г – газообразное, ж – жидкое, к – кристаллическое. Эти символы опускаются, если агрегатное состояние вещества очевидно.

Если теплота в результате реакции выделяется, то ΔН<0. Учитывая изложенное, составляем термохимическое уравнение данной в примере реакции:

РСl_5(к) + Н₂О = РОСl_3(ж) + 2HСl_(г); ΔН_х.р. = - 111,4 кДж.

Пример 2. Реакция горения этана выражается термохимическим уравнением

С₂Н_6(г) + 3½О_2(г) = 2СО_2(г) + 3Н₂О_(ж); ΔН_х.р. = - 1559,87 кДж.

Вычислить теплоту образования этана, если известны теплоты образования СО_2(г)и Н₂О_(ж)(табл. 4).

Теплотой образования (энтальпией) 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. 25^оС (298 К) и 1 атм и обозначают через ΔН .

Следовательно, нужно вычислить тепловой эффект реакции, термохимическое уравнение которой имеет вид

2С_(граф) + 3Н_2(г) = С₂Н_6(г); ΔН =?

исходя из следующих данных:

а) С₂Н_6(г) + 3,5О_2(г) = 2СО_2(г) + 3Н₂О_(ж); ΔН = - 1559,87 кДж;

б) С_(граф) + О_2(г) = СО_2(г); ΔН = - 393,51 кДж;

в) Н_2(г) + 0,5О_2(г) = Н₂О_(ж); ΔН = - 285,84 кДж.

На основании закона Гесса термохимическими уравнениями можно оперировать так же, как и алгебраическими. Для получения искомого результата следует уравнение (б) умножить на 2, уравнение (в) – на 3, а за тем сумму этих уравнений вычесть из уравнения (а):

С₂Н₆ +3,5О₂ –2С – 2О₂–3Н₂ –1,5О₂= 2СО₂ + 3Н₂О –2СО₂ – 3Н₂О;

С₂Н₆ = 2С + 3Н₂;

ΔН = - 1559,87 + 787,02 + 857,52;

ΔН = +84,67 кДж.

Так как теплота образования равна теплоте разложения с обратным знаком, то ΔН _С2Н6(г)=- 84,67 кДж.К этому же результату придем, если для решения задачи применим следствие из закона Гесса ΔН_х.р. = 2ΔН _СО2 + 3ΔН _Н2О – ΔН _С2Н6 - 3,5ΔН _О2.

Учитывая, что теплоты образования простых веществ условно приняты равными нулю,

ΔН _С2Н6 = 2ΔН _СО2 + 3ΔН _Н2О – ΔН_х.р.;

ΔН _С2Н6 = 2(- 393,51) + 3(- 285,84) = 1559,87 = - 84,67 кДж;

ΔН _С2Н6 = - 84,67 кДж.

Пример 3. Реакция горения этилового спирта выражается термохимическим уравнением

С₂Н₅ОН_(ж) + 3О_2(г) = 2СО_2(г) + 3Н₂О_(ж); ΔН =?

Вычислить тепловой эффект реакции, если известно, что мольная (молярная) теплота парообразования С₂Н₅ОН_(ж)равна + 42,36 кДж и известны теплоты образования: С₂Н₅ОН_(г), СО_2(г)и Н₂О_(ж)(табл. 4).

Дата добавления: 2015-05-26