Приклади розв'язування задач

Приклад І. Користуючись даними табл. 1, обчислити ΔН_х.р (хімічної реакції):

2Mg_(K) + СO_2(г) 2MgO_(к) + C_{(графіт)}.

Розв’язування: За даними табл. І стандартні ентальпії утворення СО₂ та MgО відповідно дорівнюють -393,5 і 601,8 кДж/моль (слід запам’ятати, що стандартні ентальпії утворення простих речовин дорівнюють нулю).

За законом Гесса: "Стандартна зміна ентальпії хімічної реакції дорівнює сумі стандартних ентальпій утворення продуктів реакції за відрахуванням суми стандартних сіпальній утворення вихідних речовий". У кожному випадку необхідно враховувати кількість молей речовин, які беруть участі, у реакції (відповідно до рівняння реакції).

Звідси, для стандартної ентальпії даної реакції: ΔН_х.р.=2ΔН⁰_МgO – ΔН⁰СО₂ = 2(-601,8)-(-393,5)=-1203,6+393,5 =-8 1 0, 1 кДж.

Приклад 2. Реакція горіння етилового спирту описується термо­хімічним рівнянням:

С₂Н₅ОН_(Р) + 3О₂(_Г) = 2СО_2(г) + 3Н₂О_(р); ΔН⁰_х.р.=?

Обчислити тепловий ефект реакції, якщо відомо, що молярна теплота пароутворення C₂Н₅OH_(p) дорівнює 42,36 кДж.

Розв’язування: Для визначення ΔН⁰_х.р необхідно знати теплоту утворення C₂H₅ОН_(p). Останню знаходимо таким чином;

С₂Н₅ОН_(Р)  С₂Н₅ОН_(г); ΔН⁰_{пароутворення} = -42,36 кДж.

Звідки 42,36= -235,31 – ΔН⁰С₂Н₅ОН_(Р);

ΔН⁰С₂Н₅ОН_(Р)=-235,31 – 42,36=-277,67 кДж.

Знаходимо ΔН_х.р, скориставшись висновком із закону Гесса:

ΔН_х.р=2ΔН⁰СО₂ + 3ΔН⁰Н₂О_(Р) – ΔН⁰С₂Н₅ОН_(Р)=2(-393,5)+3(-285,8)-

(-277,67)=-1366,73 кДж.

Приклад 3. Реакція відновлення Fе₂О₃ воднем відбувається за рівнянням:

Fe₂0_3(K) + ЗН_2(г) = 2Fe_(K) + ЗН₂О_(Г); ΔН_х.р=96,61 кДж.

При якій температурі почнеться відновлення Fe₂0₃, якщо зміна ентропії ΔS⁰=0,1387 кДж/(моль*К)?

Розв'язування. Оскільки в момент рівноваги ΔG⁰=0, a ΔН⁰=TΔS,

Отже, при температурі ≈696,5К почнеться реакція відновлення Fe₂O₃ (температура початку реакції).

Приклад 4. Знайти кількість теплоти, яка виділиться під час вибуху 12,6л гримучого газу (взятого за нормальних умов) з утворенням водної пари.

Розв'язувати. Запишемо термохімічне рівняння цієї реакції:

2Н₂ + О₂  2H₂O; ΔН⁰_х.р.=?

Тепловий ефект цієї реакції дорівнюватиме стандартній ентальпії утворення водяної пари:

ΔН_х.р.=2ΔН⁰H₂O = 2(-241,8)=-483,о кДж.

Оскільки в утворенні 2 моль води бере участь 3 моль газоподібних речовин (67,2 л), то:

67,2 л — (-483,6)

12,6 л — х,

Таблиця 1.

Стандартні ентальпії утворення δн0298, ентропії s0298 і енергії Гіббса δg0298 деяких речовин при 298 к (25°с).

Речовина	ΔН^0298, кДж/моль	S^0298, Дж/(моль*К)	ΔG^0298, кДж/моль
Al2O3 (к)	-1676,0	50,9	-1582,0
ВаСО3 (к)	-1176,76	112.1	-1138,8
ВаO (к)	538,9	67,87	-527.5
ВеСО3 (к)			-944.75
ВeО (к)			-581,61
С(графіт)	0	5,74	0
С(алмаз)	1,807	2.38
СH4 (г)	-74,9	186,2	50,8
С2H2 (г)	226,8	200,8	209,2
С2Н4 (г)	52,3	219,4	68,1
С2Н6 (г)	89,7	229,5	-32,9
CH3OH (р)	-238,7	126.7	-167,22
С2Н5ОН (p)	-277,67	160,7	-174,8
С2Н5ОН (г)	-235,31
C6H6 (p)	89,2	269,2	129,7
С6H12O6 (глюкоза)	- 1273,0		-919,5
СO (г)	-110,5	197,5	-137,1
CO2 (г)	393,5	213,7	-394,4
СаСО3 (к)	-1207,0	88,7	-1127,7
СаО (к)	635,5	39,7	-604,2

Речовина	ΔН0298, кДж/моль	S0298, Дж/(моль*К)	ΔG0298, кДж/моль
Са(ОН)2 (к)	986,6	76,1	-896,8
СІ2(г)	0	222,9	0
Сг2О3(к)	-1440,6	81,2	-1050,0
СuО (к)	-162,0	42,6	-129,9
Fe (к)	0	27,15	0
FeO (к)	-264,8	60,8	-244,3
Fе2O3 (к)	-822,2	87,4	-740,3
Fe3O4 (к)	-1117,1	146,2	-1041,2
H2 (г)	0	130,5	0
HCl (г)	-92,3	186,8	-95,2
H2О (г)	-241,8	188,7	-228,6
H2О (р)	-285,8	70,1	-237,3
H2S (г)	-21,0	205,7	-33,8
KC1 (к)	-435,9	82,6	-408,0
КСlO3 (к)	-391,2	143,0	-289,9
MgCO3 (к)		65,69	-1028,3
MgO (к)	-601,8	26,9	-569,6
N2 (г)	0	199,9	0
NH3 (г)	-46,2	192,6	-16,7
N2O (г)	82,0	219,9	104,1
NO (г)	90,3	210,6	86,6
NO2 (г)	33,5	240,2	51,5
N204 (г)	9,6	303,8	98,4
NiO (к)	-239,7	38,0	-211,6
О2 (г)	0	205,0	0
Р2О3 (к)	-820,0	173,5
Р2О5 (к)	-1492,0	1 14,5	-1348,8
PbO (к)	-219,3	66,1	-189,1
PbO2 (к)	-276,6	74,9	-218,3
PCl3 (г)		311,66
PCl5 (г)		352.71
CS2 (г)	1 15,28	2-19,6	62,82
NH4Cl (к)	-315,39	94,5	-203,88
ZnO (к)	-350,6	43,6	-320,7