Расчет стандартнвх тепловых эффектов химических реакций по стандартным теплотам сгорания веществ, участвующих в реакции

Р е ш е н и е

Теплоты образования веществ

Вещество	CH4 (газ) (метан)	CO (газ)	C (графит)	H2O (газ)
Количество молей, νi
, кДж/моль	–74,85	–110,53		–241,81

Так как реакция проходит при P = const, то стандартный тепловой эффект находим в виде изменения энтальпии по известным теплотам образования по следствию из закона Гесса (формула (1.17):

ΔН^о₂₉₈ = [ 2 · (–241,81) + 3·0] – [–74,85 + 2 · (–110,53)] = –187,71 кДж = = –187710 Дж.

ΔН^о₂₉₈ < 0, реакция является экзотермической, протекает с выделением теплоты.

Изменение внутренней энергии находим на основании уравнения (1.16):

ΔU^о₂₉₈ = ΔH^о₂₉₈ – Δν · RT.

Для данной реакции изменений числа молей газообразных веществ за счет прохождения химической реакции Δν = 2 – (1 + 2) = –1; Т = 298 К, тогда

ΔU^о₂₉₈ = –187710 – (–1) · 8,314· 298 = –185232 Дж.

Стандартной теплотой сгорания (энтальпией сгорания) вещества называется тепловой эффект полного окисления 1 моля данного вещества (до высших оксидов или специально указываемых соединений) кислородом при условии, что исходные и конечные вещества имеют стандартную температуру. Стандартные энтальпии сгорания веществ (кДж/моль) приводятся в справочниках. При использовании справочной величины необходимо обратить внимание на знак величины энтальпии реакции сгорания, которая всегда является экзотермической (ΔH <0), а в таблицах указаны величины . Энтальпии сгорания высших оксидов (например, воды и диоксида углерода) равны 0.

Следствие из закона Гесса о расчете тепловых эффектов химических реакций по теплотам сгорания: стандартный тепловой эффект химической реакции равен разности теплот сгорания исходных веществ и теплот сгорания продуктов реакции с учетом стехиометрических коэффициентов (количества молей) реагентов:

. (1.18)

П р и м е р 1.3. Рассчитать стандартный тепловой эффект реакции получения этилового спирта гидратацией этилена по теплотам сгорания веществ, участвующих в данной реакции (P = const):

C₂H₄ + H₂O = С₂Н₅ОН.

газ ж ж

Теплоты сгорания веществ в указанных фазовых состояниях приведены в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Дата добавления: 2017-01-14