Основной закон термохимии - закон Гесса

Закон Гесса: тепловой эффект химической реакции не зависит от пути её протекания, а определяется только начальным и конечным состоянием участников реакции и их природой.

Закон Гесса можно продемонстрировать схемой превращения углерода в его оксид

+ О₂

С_(тв) СО_2(газ)

ΔН₁

+ 0,5O₂ ΔH₂ ΔН₃ +0,5О₂

CO

Тепловой эффект по пути 1 равен сумме тепловых эффектов по пути 2 и 3:

ΔН₁ = ΔН₂ + ΔН₃ (1.32)

Из закона Гесса вытекает несколько следствий, которые широко используются для термохимических расчётов.

Первое следствие гласит: тепловой эффект химической реакции равен по величине и противоположен по знаку тепловому эффекту обратной химической реакции. Например, для реакции

СаСО_3(тв) = СаО_(тв) + СО_2(газ) + 21,77 кДж (1.33)

СаО_(тв) + СО_2(газ) = СаСО_3(тв) – 21,77 кДж. (1.34)

Согласно второму следствию, тепловой эффект любой химической реакции равен сумме теплот образования продуктов реакции минус сумму теплот образования исходных веществ с учётом стехиометрических коэффициентов.

Под теплотой образования понимают тепловой эффект химической реакции образования одного моля вещества из простых веществ. Теплота образования простого вещества принята равной нулю. Например, стандартный тепловой эффект химической реакции

2Fe₂O_3(тв) + С_(тв) = 4FeO_(тв) + СО_2(газ) (1.35)

при температуре 298 К равен

ΔН = 4ΔН(FeO) + ΔН(CO₂) - 2ΔН(Fe₂O₃) (1.36)

где ΔН(i)- теплота образования i – го участника реакции.

Величины теплот образования различных соединений при температуре 298 К приведены в термодинамических таблицах.

Пример расчёта теплового эффекта химической реакции:

; DН =?

Вещество	ΔН^0298, кДж/моль
NH3(г)	-46,2
О2(г)
Н2О(ж)	-285,8
NO(г)	90,3

=

= кДж.

Третье следствие гласит: тепловой эффект химической реакции равен сумме теплот сгорания исходных веществ минус сумму теплот сгорания продуктов реакции с учётом стехиометрических коэффициентов.

Под теплотой сгорания понимают тепловой эффект химической реакции сгорания одного моля вещества до высших оксидов. Например, тепловой эффект химической реакции

С_(тв) + 2Н_2(газ) = СН_4(газ) (1.37)

при температуре 298 К равен

ΔН = ΔН(С) + 2ΔН(Н₂) - ΔН(СН₄) (1.38)

где ΔН(i)- теплота сгорания i – го участника реакции.

Дата добавления: 2014-01-06