Данные опыта и результаты расчетов

Температура Т, К		Изменение энтальпии ∆Н, кДж	∆Н°нейтр.практ., кДж/моль	∆Н°нейтр. теор., кДж/моль	Относит. ошибка опыта Е, %
началь-ная	конечная

Вычислить (все вычисления пояснить словами):

1. Изменение энтальпии реакции ∆Н по формуле ΔH = −V∙ρ∙c∙ΔТ,

где V – общий объем раствора, мл; ρ – плотность раствора, г/мл; с – теплоемкость раствора, Дж/(г∙К); ΔТ – разность между конечной и начальной температурами. Принять плотность раствора после нейтрализации равной 1г/мл, а теплоемкость его − равной теплоемкости воды, т. е. 4,18 Дж/(г∙К).

2. Тепловой эффект реакции нейтрализации ∆Н°_{нейтр.практ.} в расчете на 1 моль эквивалентов кислоты. Так как 1 моль эквивалентов кислоты содержится в 1 л (1000 мл) раствора, а для реакции было взято 25 мл, то

ΔH_{нейтр.практ.} =.

3. Теоретическое значение изменение энтальпии реакции нейтрализации ∆Н°_{нейтр. теор} для уравнения Н⁺ + ОН^‾ → Н₂О.

Энтальпии образования (Δ_f Н°) для Н⁺, ОH^‾ и Н₂О соответственно равны 0; –230,2 и –285,8 кДж/моль.

4. Относительную ошибку опыта Е (%):

.

Примеры решения задач

При решении задач этого раздела следует пользоваться табл. Б. 1.

Пример 3.1. Вычислить тепловой эффект и написать термохимическое уравнение реакции горения ацетилена, в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Сколько теплоты выделится при сгорании 10 л ацетилена при нормальных условиях?

Решение. Реакция горения ацетилена протекает по уравнению

С₂Н₂ (г) + 5½О₂ (г) = 2СО₂ (г) + Н₂О (г).

Пользуясь следствием из закона Гесса и справочными данными из табл. Б.1, вычисляем тепловой эффект реакции:

,

DH°_х.р. = [2(–393,5) + (–241,8)] − [226,8 + 5½∙0] = –1255,6 кДж.

Термохимическими называются уравнения химических реакций, в которых указано изменение энтальпии. Изменение энтальпии (тепловой эффект) записывают в правой части уравнения после запятой.

Термохимическое уравнение реакции горения ацетилена имеет вид:

С₂Н₂(г) + 5½О₂(г) = 2СО₂(г) + Н₂О (г), DH°_х.р. = –1255,6 кДж.

Тепловой эффект обычно относят к одному молю вещества. Следовательно, при сжигании 1 моль С₂Н₂ выделяется 1255,6 кДж. Однако по условию задачи сжигается 10 л ацетилена, что составляет 10/22,4 = 0,446 моль С₂Н₂, где 22,4 л/моль – мольный объем любого газа при нормальных условиях. Таким образом, при сгорании 0,446 моль (10 л) С₂Н₂ выделится 0,446×(1255,6) = 560 кДж теплоты.

Пример 3.2. Реакция идет по уравнению Fe₂O₃(к) + 2Al(к) = 2Fe(к) + Al₂O₃(к).

При восстановлении 48 г Fe₂O₃ выделяется 256,1 кДж теплоты. Вычислить тепловой эффект реакции и стандартную энтальпию образования Fe₂O₃.

Решение. Число молей Fe₂O₃, содержащихся в 48 г Fe₂O₃, составляет 48/160 = 0,3 моль, где 160 г/моль – молярная масса Fe₂O₃. Так как тепловой эффект относят к 1 моль вещества, то тепловой эффект данной реакции равен –256,1/0,3 =

= –853,7 кДж. Запишем термохимическое уравнение этой реакции:

Fe₂O₃(к) + 2Al(к) = 2Fe(к) + Al₂O₃(к), DH°_х.р. = –853,8 кДж.

Формула для расчета теплового эффекта данной реакции имеет вид:

, отсюда находим :.