IV. Тепловые эффекты химических реакций. Термохимические уравнения и расчёты

Раздел химии, изучающий тепловые эффекты реакций и переходы из одного агрегатного состояния в другое, называется термохимией.

Тепловым эффектом (Q)называют количество теплоты, которая выделяется или поглощается в ходе протекания реакции.

Химические реакции, сопровождающиеся выделением тепла, называются экзотермическими (+Q),поглощением тепла - эндотермическим (-Q).

Уравнения реакций с указанием агрегатного состояния веществ и теплового эффекта называются термохимическими уравнениями.

Теплота, которая соответствует образованию одного моля вещества из простых веществ (устойчивых в стандартных условиях), называется теплотой образованияданного вещества и измеряется в кДж/моль.

Теплотой сгоранияназывается тепловой эффект реакции взаимодействия одного моля вещества с кислородом с образованием высших стабильных оксидов (Н2О, СО2 и т.д.).

Теплотворной способностью топливаназывают тепловой эффект реакции сгорания единицы массы (1 кг) для твёрдых и жидких видов топлива или единицы объёма (1 м3) для газообразного топлива.

Внутренняя энергия вещества- полная энергия частиц, составляющих данное вещество. Она слагается из кинетической и потенциальной энергий частиц.

Кинетическая энергия— энергия поступательного, колебательного и вращательного движения частиц.

Потенциальная энергияобусловлена силами притяжения и отталкивания, действующими между частицами.

Закон Гесса(1840 г.).Тепловой эффект реакции зависит только от начального и конечного состояния веществ и не зависит от промежуточных стадий процесса.

Энтальпия— мера энергии, накапливаемая веществом при его образовании.

Энтальпия растворения вещества -изменение энтальпии при растворении 1 моля этого вещества в данном растворителе.

Энтальпийный (энергетический) фактор -стремление системы к понижению потенциальной энергии.

Энтропия- количественная мера беспорядка.

Энтропийный фактор- стремление системы к возрастанию энтропии.

Энтальпия ΔН = ∑(ΔНобр)кон -∑(ΔНобр)исх.

Энтропия S = ∑(Δ So6p)npod -∑(ΔSo6p)ucx.

Энергия Гиббса ΔG = ∑(ΔGобр)кон - ∑(ΔGобр)исх; ΔG = ΔН- Т ΔS.

Стандартное изменение энергии Гиббса реакции связано с константой равновесия реакции уравнением: ΔG° = -2,3 RT lgKp.

Отрицательное значение ΔG реакции указывает на возможность её протекания.

76. Вычислите, какое количество теплоты выделится при восстановлении Fe2O3
металлическим алюминием, если было получено 335,1 г железа?

77. Вычислите, сколько теплоты выделится при сгорании 165 л (н. у.) ацетилена?

78. При взаимодействии 2,8 г железа с серой выделяется 82 кДж теплоты.
Рассчитайте теплоту образования сульфида железа.

79. При образовании одного моля диоксида серы выделяется 300 кДж тепла.
Рассчитайте количество теплоты, выделяющейся при горении 8 г серы.

80. При сгорании газообразного аммиака образуются пары воды и оксид азота.
Сколько теплоты выделится при этой реакции, если было получено 44,8 л NO в
пересчёте на нормальные условия?

81. Реакция горения метилового спирта выражается термохимическим
уравнением: СН3ОН(ж) + 3/2О2(г) = СО2(г) + 2Н2О(ж). Вычислите тепловой

 


эффект этой реакций, если известно, что мольная теплота образования СН3ОН(ж) равна -238,6 кДж.

82. Вычислите теплоту образования озона из молекулярного кислорода, используя следующие данные:

As2O3 + О2 = As2O5 + 271 кДж (1); 3As2O3 + 2О3 = 3As2O5 + 1096 кДж (2).

83. Вычислите теплотворную способность (в кДж/кг) серы, содержащей 4%
негорючих примесей, если теплота образования SO2 составляет 297 кДж/моль.

84. Составьте термохимическое уравнение реакции сгорания серы, если известно, что при сгорании серы получили 16 г диоксида серы и при этом выделилось 73,15 кДж тепла.

85. Вычислите, сколько выделится теплоты при сгорании серы массой 12 г,
если термохимическое уравнение реакции горения серы имеет вид
S(тв) + О2(г) = SO2(r) + 296,9 кДж?

86. Восстановление диоксида свинца водородом протекает по уравнению
РbО2(тв) + Н2(г) = РbО(тв) + Н2О(г) + 182,8 кДж. Какое количество теплоты
выделится или поглотится, если в реакцию вступило 3,36 л водорода при
нормальных условиях?

87. Рассчитайте количество теплоты, выделившееся при образовании аммиака
объёмом 448 л (н. у.), если протекает реакция:

ЗН2(г) + N2(r) = 2NH3(r) + 92 кДж.

88. Составьте термохимическое уравнение, если при сгорании алюминия массой 28 г в избытке кислорода выделяется 869 кДж теплоты.

89. Вычислите ΔН0, ΔS0 и ΔG°T реакции, протекающей по уравнению
2О3 + 3С = 2Fe + 3СО. Возможна ли реакция восстановления Fе2О3 углеродом
при температурах 500 и 1000К?

90. Исходя из значений стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ, вычислите ΔG298 реакции, протекающей по уравнению NH3(r) + НС1(г) = МН4С1(к). Может ли эта реакция при стандартных условиях идти самопроизвольно?

91. При какой температуре наступает равновесие системы

СО(г) + 2Н2(г) ↔ СН3ОН(ж); ΔН= -128,05 кДж?

92. Реакция горения этана выражается термохимическим уравнением:
С2Н6(г) + 3х1/2О2 = 2СО2(г) + 3Н2О(ж); ΔНх.р.= -1559,87 кДж. Вычислите
теплоту образования этана, если известны теплоты образования СО2(г) и Н2О(ж).

93. Исходя из теплоты образования газообразного диоксида углерода
(ΔН0 = -393,5 кДж/моль) и термохимического уравнения

С(графит) + 2N2O(r) = СО2(г) + 2N2(r); ΔH° = -557,5 кДж вычислите теплоту образования N2O(r).

94. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных
энтропии соответствующих веществ вычислите ΔG0298 реакции, протекающей
по уравнению СО2(г) + 4Н2(г) = СН4(г) + 2Н2О(ж). Возможна ли эта реакция
при стандартных условиях?


95. При какой температуре наступит равновесие системы

4НСl(г) + 02(г) ↔ 2Н2О(г) + 2С12(г); ΔН = -114,42 кДж?

96. Укажите, какие из двух реакций будет протекать самопроизвольно:

1) Fе(к) + А12О3(к) = А1(к) + Fе2О3(к);

2) А1(к) + Fе2О3(к) = Fе(к) + А12О3(к)?

 

97. Определите тепловой эффект реакции 1/2N2 + 1/2О2 = NO, используя значения ΔG°NO и S°298 реагирующих веществ.

98. Чем можно объяснить, что при стандартных условиях невозможна экзотермическая реакция Н2(г) + СО2(г) = СО(г) + Н2О(ж); ΔН = -2,85 кДж? Зная тепловой эффект реакции, определите ΔG0298этой реакции.

99. Вычислите ΔН0, ΔS0 и ΔG°T реакции, протекающей по уравнению

ТiO2(к) + 2С(к) = Тi(к) + 2СО(г). Возможна ли реакция восстановления ТiO2 углеродом при температурах 1000 и 3000К?

100. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных
энтропии соответствующих веществ вычислите ΔG°298 реакции, протекающей
по уравнению СО(г) + ЗН2(г) = СН4(г) + Н2О(г). Возможна ли эта реакция при
стандартных условиях?









Дата добавления: 2016-02-02; просмотров: 2276; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2020 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.008 сек.