Пример 1

Рассчитайте стандартную энтальпию (тепловой эффект) реакции

SO₂(г) + 2 Н₂S(г) = 3S (ромб) + 2 Н₂О(ж).

Укажите, будет ли данная реакция экзо- или эндотермической?

РЕШЕНИЕ

SO₂(г) + 2H₂S = 3S(ромб) + 2H₂O(ж); ∆Н _r ⁰ =?

Вещество	SO2	H2S	S	H2O
∆Н r 0	кДж/моль	-297	-20,15		-285,84
n	моль

∆Н _r ⁰ = 3∆Н _f ⁰ (S) + 2∆Н _f ⁰ (H₂O) – (∆Н _f ⁰ (SO₂) + 2∆Н _f⁰ (H₂O)) =

(3∙0+2(-285,84))-(1∙(-297,0))+2∙(-20,15))= -234,5 кДж.

Ответ: Стандартная энтальпия реакции равна -234,5 кДж.

Реакция экзотермическая, так как ∆Н _r ⁰ < 0.

ПРИМЕР 2

По термохимическому уравнению

4FeO(к) + 0₂(г) = 2Fe₃0₃(к); ∆Н _r ⁰ = -584 кДж

рассчитайте стандартную энтальпию (теплоту) образования продукта.

РЕШЕНИЕ

4FeO(к) + 0₂(г) = 2Fe₃0₃(к); ∆Н _r ⁰ = -584 кДж

вещество	FeO	O2	Fe2O3
∆Н r 0	кДж/моль	-206		?
n	моль

∆Н _r ⁰ = 2∆Н _f ⁰ (Fe₂O₃) – (4∆Н _f ⁰ (FeO)+1∆Н _f ⁰ (O₂))

-584 = 2∆Н _f ⁰ (Fe₂O₃) - [4(-206) + 0].

Откуда:

∆Н _f ⁰ (Fe₂O₃) = - 824КДж/моль.

Ответ: Стандартная энтальпия (теплота) образования оксида железа (ΙΙΙ) равна - 824 кДж/моль.

ПРИМЕР 3

Рассчитайте значение стандартной энтальпии (теплоты) образования этана из простых веществ

2С(графит) + 3Н₂(г) = С₂Н₆(г)

по следующим термохимическим уравнениям:

а) С₂Н₆(г) + 7/20₂ = 2СО₂(г) + 3Н₂0(ж), ∆Н ₁ ⁰ = -1559,87 кДж

б) С(графит) + 0₂(г) =С0₂(г), ∆Н ₂ ⁰ = -393,51 кДж

в) Н₂(г) + 1/20₂(г)=Н₂0(ж), ∆Н ₃ ⁰ = -285,84 кДж

РЕШЕНИЕ

Для вычисления стандартной энтальпии (теплового эффекта ∆Н _r ⁰) реакции образования этана из простых веществ по уравнению

2С(графит) + 3Н₂(г) = С₂Н₆(г)

следует уравнение (б) умножить на 2, уравнение (в) - на 3, а затем сумму этих уравнений вычесть из уравнения (а):

С₂Н₆+ 7/20₂ - 2С - 20₂ - 3Н₂ - 3/20₂= 2С0₂+ 3Н₂0 - 2С0₂ - 3Н₂0;

С₂Н₆(г) = 2С(к) + 3H₂(r).

После преобразования получим уравнение (1). Проведя такие же действия со стандартными энтальпиями данных реакций, получим стандартную энтальпию (теплоту) разложения этана:

∆Н_г⁰=∆Н₁⁰-(2∆Н₂⁰+3∆Н₃⁰) =(-1559,87)-2(-393,51)-3(-285,84) = +84,67 кДж.

Энтальпия образования равна энтальпии разложения с обратным знаком, поэтому стандартная энтальпия (теплота) образования этана ∆Н₁⁰ (C₂H₆)= - 84,67 кДж/моль.

ПРИМЕР 4

Вычислите количество теплоты, выделяющееся при получении 300 г метафосфорной кислоты НРОз из оксида фосфора Р₂0₅, пользуясь энтальпиями (теплотами) образования, кДж/моль:

∆H_f ⁰(Р₂0₅)= -1506,6;

∆H_f ⁰ (НРО₃) = - 982,4;

∆H_f ⁰ (Н₂0) = -285,84.

РЕШЕНИЕ

1) Вычисляем стандартную энтальпию (тепловой эффект) реакции:

Р₂0₅ (к) +Н₂0(ж)=2НРО₃(ж), ∆H_r ⁰ =?

∆H_r⁰=∆H_f ⁰ (HPO₃) – (∆H_f⁰(Р₂0₅) + ∆H_f⁰(Н₂0)) = 2(-982,4)-[(-1506,6)+(-285,84)3=

= -172,36 кДж.

2) При образовании двух моль НРО₃(2∙80=160 г) выделяется 172,36 кДж теплоты. Количество теплоты (х), выделяющееся при образовании 300 г НРО₃ , находим по пропорции:

160 г НР0₃ - 172,36 кДж

300 г НР0₃ - х кДж;

х = 323,175 кДж.

Ответ: При получении300 г НР0₃ выделяется 323,175кДж.