Расчет теплоты сгорания по методу Коновалова

Расчет теплоты образования по энергиям связи

Этот метод применяется для расчета теплоты образования газообразных органических соединений. Расчет ведется по формуле

где ν – стехиометрические коэффициенты

ε – энергия связи, ккал/моль (кДж/моль)

n – число исходных твердых атомов

Q – теплота возгонки твердых элементов, ккал/моль (кДж/моль)

  Пример 1: рассчитать теплоту образования газообразной уксусной кислоты

1. Запишем уравнение реакции образования 1 моль газообразной уксусной кислоты из простых веществ в стандартном состоянии:

2C_(тв)+2Н_2(г)+О_2(г)=С₂Н₄О_2(г)

Запишем все связи в газообразных простых веществах, учитывая стехиометрические коэффициенты:

Запишем количество атомов твердых элементов, умножив его на теплоту возгонки

2. Изобразим структурную формулу уксусной кислоты

Запишем все связи в веществе:

Примечание: группа –СООН считается как единое целое, вследствие значительной энергии сопряжения

3. Вычислим, подставив соответствующие величины из справочника:

Справочная величина: -434,84 кДж/моль [Краткий справочник физико-химических величин / под ред. А. А. Равделя, А. М. Пономарёвой. – 10-е изд., испр. и дополн. – СПб.: Иван Фёдоров, 2003. – 240 с.].

Пример 2: рассчитать теплоту образования газообразного нитрила акриловой кислоты:

Запишем уравнение реакции образования 1 моль газообразного акрилонитрила из простых веществ в стандартном состоянии:

2C_(тв)+1,5Н_2(г)+0,5N_2(г)=С₃Н₃N_(г)

Запишем все связи в газообразных простых веществах, учитывая стехиометрические коэффициенты:

Запишем количество атомов твердых элементов, умножив его на теплоту возгонки

2. Изобразим структурную формулу акрилонитрила

Запишем все связи в веществе:

3. Вычислим, подставив соответствующие величины из справочника:

Справочная величина: 184,93 кДж/моль. [Краткий справочник физико-химических величин / под ред. А. А. Равделя, А. М. Пономарёвой. – 10-е изд., испр. и дополн. – СПб.: Иван Фёдоров, 2003. – 240 с.].

Расчет теплоты сгорания по методу Коновалова

Метод применим для расчета теплоты сгорания газообразных органических соединений. Расчет ведется по формуле

где m – число атомов кислорода, необходимое для полного сгорания органического вещества;

n – число молей воды, образующейся при сгорания органического вещества;

Δ – тепловая поправка.

Пример 1: рассчитать теплоту сгорания газообразного стирола

1. Запишем уравнение реакции полного сгорания 1 моль газообразного стирола

С₈Н_8(г)+10О_2(г)=8СО_2(г)+4Н₂О_(ж)

Из уравнения следует, что m=10·2=20; n=4.

2. Из справочника находим значения поправок – для стирола это поправки на фенильную группу (24 ккал/моль) и двойную связь (21 ккал/моль).

3. Рассчитаем значение

Справочная величина: -1060,9 ккал/моль. [Казанская А.С., Скобло В.Н. Расчёты химических равновесий.  М.: Высшая школа,1974.-288с.].

 

Пример 2: рассчитать теплоту сгорания газообразного хлороформа

1. Запишем уравнение реакции полного сгорания 1 моль газообразного хлороформа

СНСl_3(г)+3О_2(г)=СО_2(г)+НСl_(г)+Сl_2(г)

Из уравнения следует, что m=3·2=6; n=0.

2. Тепловые поправки на галогены отсутствуют

3. Рассчитаем значение

Справочная величина: -96,25 ккал/моль [Казанская А.С., Скобло В.Н. Расчёты химических равновесий.  М.: Высшая школа,1974.-288с.].