1. Рассчитать изменение стандартных энтальпии и энтропии химической реакции:
4HCl(г) + O2(г) = 2Н2О(г) + 2Сl2(г) (4.1)
Дано: Уравнения химической реакции. |
РЕШЕНИЕ:
Изменение стандартных энтальпии и энтропии химической реакции рассчитываем на основании первого следствия из закона Гесса:
=
-
=
-
где и - стандартные энтальпии образования и энтропии веществ, которые находим из таблицы стандартных термодинамических величин
4HCl(г) | + О2(г) | = 2Н2О(г) | + 2Сl2(г) | |
, кДж/моль | 4(-92,3) | 2(-41,84) | ||
, Дж/(мольК) | 4(186,8) | 2(188,7) | 2(222,9) |
тогда:
= 2(-241,84) - 4(-92,3) = -114,48 кДж
= (2·188,7 + 2·222,9) - (4·186,8 + 205) = -129 Дж/К
Ответ: = -114,48 кДж, = -129 Дж/К
2. Стандартная энтальпия реакции сгорания метанола (СН3ОН) равна (-726,64) кДж/моль. Написать термохимическое уравнение сгорания метанола и вычислить стандартную энтальпию его образования.
Дано: (CH3ОН(ж)) = =-726,64 кДж/моль |
(CH3ОН(ж)) -? |
РЕШЕНИЕ:
Стандартной энтальпией сгорания вещества (В) называется тепловой эффект реакции полного сгорания 1 моль органического вещества до СО2(г) и Н2О(ж) при стандартных условиях.
|
|
Составляем термохимическое уравнение сгорания 1 моль метанола:
1CH3ОН(ж)+3/2О2(г)=СО2(г)+2Н2О(ж) = -726,64 кДж/моль
Следовательно, для данной реакции = -726,64 кДж
Для определения (CH3ОН(ж)) используем первое следствие из закона Гесса для этой же реакции:
= (СО2(г)) + (Н2О(ж)) -
- (CH3ОН(ж)) - (О2(г)).
Откуда: (CH3ОН(ж)) = (СО2(г))+
+ (Н2О(ж)) - – (О2(г))
Значения стандартных энтальпий образования (В) веществ берем из таблицы стандартных термодинамических величин.
(CH3ОН(ж)) = 1(-393,5) +2(-285,8)-(- 726,64) =
= -238,46 кДж/моль.
Ответ: (CH3ОН(ж)) = -238,46 кДж/моль.
3. Можно ли при стандартных условиях восстановить водородом оксид хрома (III), алюминием оксид марганца (II), оксидом углерода (II) оксид ртути (II). Ответ подтвердить расчетом по значениям (В).
Дано: Cr2O3 + H2 MnO + Al HgO + CO |
-? |
РЕШЕНИЕ:
Возможность самопроизвольного про-
текания реакции при заданных усло-
виях определяется знаком величины
энергии Гиббса для соответствующей
реакции – если < 0, то самопроизвольное протекание реакции возможно, если же
> 0, то протекание данной реакции невозможно.
Значения определяем по I следствию из закона Гесса
= Σni (В) - Σ nj
продуктов исходных
реакции веществ
Значения (В) находим из таблицы.
Записываем уравнения протекающих реакций
Cr2O3(к) + 3Н2(г) = 2Cr(к) + 3Н2О(ж) (4.1)
-1059 0 0 3(-237,3)
кДж/моль
= 3(-237,3) – (-1059) = 374,1 кДж
Поскольку величина положительная, то протекание реакции (4.1) невозможно.
3MnO(к) + 2Al(к) = Al2O3(к) + 3Mn(к) (4.2)
3(-362,85) 0 -1582 0
кДж/моль
= (-1582) – 3(-362,85) = - 493,45 кДж
Поскольку величина отрицательная, то протекание реакции (4.2) возможно.
HgO(к) + CO(г) = СО2(г) + Hg(ж) (4.3)
|
|
-58,4 - 137,1 -394,4 0
кДж/моль
= (-394,4) – [(-58,4) + (-137,1)] = - 194,9 кДж
Поскольку величина отрицательная, то протекание реак-ции (4.3) возможно.
Аналогично определяется возможность протекания реакции в случае использования в качестве восстановителя магния.