Выделение теплоты энтальпия

0 Comment

Основы биохимии. Физическая химия

Энтальпия. Тепловой эффект химической реакции - презентация, доклад, проект

Энтальпия и энтропия

Изменение свободной энергии (ΔG) химической реакции зависит от ряда факторов, в том числе от температуры и концентрации реагентов (см. с. 24 ). В этом разделе обсуждаются еще два параметра, которые связаны со структурными и энергетическими изменениями молекул.

А.Теплота реакции и калориметрия

Все химические реакции сопровождаются выделением или поглощением тепла. Реакции первого типа называются экзотермическими. реакции второго типа — эндотермическими. Мерой теплоты реакции служит изменение энтальпии ΔН, которая соответствует теплообмену при постоянном давлении. В случае экзотермических реакций система теряет тепло и ΔН — величина отрицательная. В случае эндотермических реакций система поглощает тепло и ΔН — величина положительная.

У многих химических реакций ΔG и ΔН имеют близкие значения (см. например, Б1 ). Это обстоятельство позволяет определять энергетическую ценность пищевых продуктов. В живых организмах пища обычно окисляется кислородом до СО2 и H2 O (см. с. 114 ). Максимальную химическую работу, которую питательные вещества могут совершить в организме, т. е. ΔG реакции окисления компонентов пищи, определяют путем сжигания взятой навески соответствующего вещества в калориметре в атмосфере кислорода. Выделившееся тепло повышает температуру воды в калориметре. По разности температур рассчитывают теплоту реакции (энтальпию сгорания).

Б. Энтальпия и энтропия

Теплота реакции ΔН и изменение свободной энергии ΔG не всегда имеют сравнимые значения. В действительности известны реакции, протекающие спонтанно (ΔG < 0) несмотря на то, что являются эндотермическими (ΔΗ > 0). Это происходит потому, что на прохождение реакции оказывает влияние изменение степени упорядоченности системы. Мерой изменения упорядоченности системы служит изменение энтропии ΔS .

Энтропия системы тем выше, чем больше степень неупорядоченности (беспорядка) системы. Таким образом, если процесс идет в направлении увеличения неупорядоченности системы (а повседневный опыт показывает, что это наиболее вероятный процесс), ΔS — величина положительная. Для увеличения степени порядка в системе (ΔS > 0) необходимо затратить энергию. Оба этих положения вытекают из фундаментального закона природы — второго закона термодинамики. Количественно зависимость между изменениями энтальпии, энтропии и свободной энергии описывается уравнением Гиббса-Гельмгольца :

ΔG = ΔH — T · ΔS

Поясним зависимость этих трех величин на двух примерах.

Взрыв гремучей смеси ( 1 ) — это взаимодействие двух газов — кислорода и водорода — с образованием воды. Как и многие окислительно-восстановительные реакции (см. с. 38 ). это сильно экзотермический процесс (т. е. ΔН << 0). В то же время в результате реакции возрастает степень упорядоченности системы. Газ с его хаотически мигрирующими молекулами перешел в более упорядоченное состояние — жидкую фазу, при этом число молекул в системе уменьшилось на 1/3. В результате увеличения степени упорядоченности (ΔS < 0) член уравнения -T · ΔS — величина положительная, однако это с избытком компенсируется ростом энтальпии: в итоге происходит высоко экзергоническая реакция (ΔG <<0).

Урок по теме Курс лекций по дисциплине Химия

При растворении в воде поваренной соли ( 2 ) ΔН — величина положительная, температура в сосуде с раствором, т. е. в объеме раствора, снижается. Тем не менее процесс идет спонтанно, поскольку степень упорядоченности системы уменьшается. В исходном состоянии ионы Na + и Сl — занимали фиксированные положения в кристаллической решетке. В растворе они перемещаются независимо друг от друга в произвольных направлениях. Снижение упорядоченности (ΔS > 0) означает, что член уравнения -T · ΔS имеет знак минус. Это компенсирует ΔН и в целом ΔG — величина отрицательная. Подобные процессы принято называть энтропийными .

Источник: http://www.chem.msu.su/rus/teaching/kolman/26.htm

§9.2** Термохимия (продолжение). Теплота образования вещества из элементов. Стандартная энтальпия образования.

В прошлом параграфе мы привели пример вычисления теплового эффекта реакции:

С(тв) + 2 H2 (г) = CH4 (г) + 76 кДж/моль.

В данном случае 76 кДж — это не просто тепловой эффект данной химической реакции, но еще и теплота образования метана из элементов. Действительно, в этой реакции метан СН4 образуется именно из составляющих его элементов — углерода и водорода, а не каким-нибудь другим способом.

Известны теплоты образования самых разнообразных веществ из составляющих их элементов. Например:

CO2 (г): 393,5 кДж/моль (из C и O2. энергия выделяется);

SiO2 (тв): 859 кДж/моль (из Si и O2. энергия выделяется);

NaCl (тв): 411 кДж/моль (из моля Na и 0,5 моль Cl2. энергия выделяется) и т.д.

Опубликованы обширные таблицы теплот образования веществ. В чем же полезность этих величин? Дело в том, что теплоты образования веществ из элементов чрезвычайно удобны для расчета тепловых эффектов любых реакций, в которых эти вещества могли бы участвовать. Теплота любой реакции (даже пока не осуществленной на практике) может быть вычислена как разность между суммой теплот образования всех продуктов и суммой теплот образования всех реагентов в данной реакции .

Однако здесь необходимо строго соблюдать «правила игры», принятые в термохимии. Например, мы пишем: » C (тв)», но «твердый» углерод может быть как графитом, так и алмазом! В термохимических измерениях стандартным состоянием углерода считается графит, а не алмаз. Во-вторых, нужно договориться о температуре и давлении, при которых находятся вещества, поскольку эти параметры могут заметно влиять на величину теплового эффекта. Принято использовать теплоты образования веществ, находящихся в стандартных условиях .

1. Стандартные условия: температура 25 о С (298 К) и давление 1 атм.

Химическое превращение. Стехиометрическое уравнение. Термодинамический анализ химических превращений. (Тема 4.1-4.2) - презентац

2. Теплота образования «из самих себя» простых веществ (т.е. чистых элементов) в их наиболее распространенных аллотропных модификациях по определению равна нулю.

Например, тепловой эффект реакции взаимодействия водорода и кислорода с образованием воды (H2 + 0,5 O2 = H2 O + Q кДж) мы назовем СТАНДАРТНОЙ ТЕПЛОТОЙ ОБРАЗОВАНИЯ ВОДЫ из элементов при условии, что изначально водород и кислород находились при атмосферном давлении и температуре 25 о С, затем произошла реакция с выделением большого количества теплоты, а затем продукт реакции (вода) вновь был охлажден до 25 о С, отдав все полученное во время реакции тепло в окружающую среду. Этот тепловой эффект, как мы уже знаем, составляет 286 кДж/моль.

Термохимия является частью более обширной науки ТЕРМОДИНАМИКИ. В термодинамике приняты свои термины, к которым читателю надо привыкнуть. Так, тепловой эффект описанной выше реакции получения воды в термодинамике принято называть ЭНТАЛЬПИЕЙ (ΔН) образования воды в том случае, если реакция происходит при неизменном давлении (например, в открытом сосуде). Если реакция проводится в замкнутом сосуде и давление в ходе реакции меняется, то тепловой эффект (Q) и энтальпия (Δ Н) — не совсем одно и то же. Давайте разберемся, зачем понадобилось вводить такое понятие, как энтальпия Δ Н ( наряду с уже привычным нам тепловым эффектом ) и чем они отличаются друг от друга .

Дело в том, что наиболее удобным методом измерения тепловых эффектов для химиков долгое время служил способ проведения реакций в «бомбе» — замкнутом металлическом сосуде. который помещают в калориметр. В конце предыдущего параграфа рассказывалось именно о таком эксперименте (если вы еще не прочитали об этом — вернитесь на один параграф назад ). В замкнутом сосуде продукты реакции лишены возможности изменять объем, поэтому они не могут выполнить какую-нибудь МЕХАНИЧЕСКУЮ работу. В этих условиях выделившееся сквозь стенки «бомбы» тепло (назовем его ΔЕ) — это еще не вся энергия, заключавшаяся в данной реакции. Если давление в реакции возрастает, а «бомба» окажется не очень прочной, то её просто-напросто разорвет, причем на эту работу будет потрачено еще какое-то количество энергии, которое мы » не замечаем » в том случае, если «бомба» осталась цела .

Но большинство химических реакций химики проводят не при постоянном объеме ( не в «бомбе»), а в открытых сосудах (т.е. при постоянном давлении ). Поэтому потребовалась величина, аналогичная ΔЕ, но измеряемая для реакций в открытых сосудах. Именно такая величина называется ЭНТАЛЬПИЕЙ.

ЭНТАЛЬПИЯ — это тепловой эффект реакции, измеренный (или вычисленный) для случая, когда реакция происходит в открытом сосуде (т.е. при неизменном давлении). Обозначается как ΔH.

Когда объем, занимаемый продуктами реакции. отличается от объема, занимаемого реагентами, химическая система может совершить дополнительную работу PΔV (где P — давление, а Δ V — изменение объема ). Поэтому ΔН и ΔЕ связаны между собой соотношением:

Δ Н = Δ Е + PΔV

Итак, если реакция проводится не в «бомбе», то ЭНТАЛЬПИЯ и ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ совпадают между собой. Энтальпию называют также «теплосодержанием». Если мы проводим реакцию получения воды в открытом сосуде, то 286 кДж / моль — это «тепло» Δ Н, содержащееся в водороде и кислороде для случая, когда мы получаем из них воду. Поскольку исходные вещества (водород и кислород) находились в нашем опыте в стандартных условиях (25 о С и давлении 1 атм), а продукт реакции (воду) мы тоже привели к стандартным условиям, мы вправе сказать, что 286 кДж / моль — это СТАНДАРТНАЯ ТЕПЛОТА ОБРАЗОВАНИЯ ВОДЫ или, что то же — СТАНДАРТНАЯ ЭНТАЛЬПИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ВОДЫ.

Если мы будем получать из тех же элементов не воду, а перекись водорода H2 O2. то «теплосодержание» такой химической системы будет иным (187,6 кДж / моль). Во время протекания реакций с образованием 1 моля воды или 1 моля H2 O2 освобождается разное количество энергии, чего и следовало ожидать. В дальнейшем стандартную теплоту образования веществ мы чаще будем называть именно стандартной энтальпией образования ΔН. Чтобы подчеркнуть справедливость этой величины только для стандартных условий, в таблицах её обозначают следующим образом:

Δ Н о 298

Маленький индекс «о» рядом с ΔН по традиции символизирует некое стандартное состояние, а цифра 298 напоминает, что значения приведены для веществ при 25 о С (или 298 К). Стандартная энтальпия не обязательно должна быть энтальпией образования вещества из элементов. Можно получить значение стандартной энтальпии ΔН о 298 для любой химической реакции. Но в нашем случае с получением воды из водорода и кислорода мы получили именно стандартную энтальпию образования воды. Записывается это так:

H2 + 0,5 O2 = H2 O (Δ Н о 298 = –286 кДж / моль)

Курс лекций по дисциплине Химия

Откуда взялся знак «минус» перед значением теплового эффекта? Здесь авторы со вздохом должны сообщить читателю о еще одной особенности представления теплоты (и энтальпии) в термодинамике. Здесь принято потерянную любой системой энергию представлять со знаком «минус». Рассмотрим, например, уже знакомую нам систему из молекул метана и кислорода. В результате экзотермической реакции между ними происходит выделение теплоты :

СH 4 (г) + 2 O 2 (г) = СO 2 (г) + 2 H 2 О(ж) + 890 кДж

Можно записать эту реакцию и другим уравнением, где выделившаяся ( » потерянная » ) теплота имеет знак «минус» :

СH 4 (г) + 2 O 2 (г) – 890 кДж = СO 2 (г) + 2 H 2 О(ж)

По традиции энтальпию этой и других экзотермических реакций в термодинамике принято записывать со знаком «минус» :

Δ Н о 298 = –890 кДж / моль (энергия выделяется).

Наоборот, если в результате эндотермической реакции система поглотила энергию, то энтальпия такой эндотермической реакции записывается со знаком «плюс». Например, для уже знакомой нам реакции получения CO и водорода из угля и воды (при нагревании) :

C (тв) + H2 О(г ) + 131,3 кДж = CO (г) + H2 (г)

(Δ Н о 298 = +131,3 кДж / моль)

К этой особенности термодинамического языка следует просто привыкнуть, хотя на первых порах путаница со знаками может изрядно досаждать при решении задач.

Давайте попробуем решить одну и ту же задачу сначала в термодинамической шкале (где выделяемая реакцией теплота имеет знак «минус»), а потом в термохимической шкале (которой мы пользовались в предыдущем параграфе и где выделяемая реакцией энергия имеет знак «плюс»).

Итак, приведем пример расчета теплового эффекта реакции:

Энтальпия. Тепловой эффект химической реакции - презентация, доклад, проект

Fe2 O3 (тв) + 3 C(графит) = 2 Fe(тв) + 3 CO(г)

Эта реакция происходит в мартеновской печи при очень высокой температуре (около 1500 о С). В справочниках, где используется термодинамическая шкала, можно найти стандартные теплоты образования Fe2 O3 (ΔН о 298 = –822,1 кДж/моль) и СО (ΔН о 298 = – 110,5 кДж / моль). Два других вещества из этого уравнения – углерод и железо – являются элементами, то есть их теплота образования по определению равна нулю. Поэтому стандартная теплота рассматриваемой реакции равна:

Δ Н о 298 = 3 × (–110,5) – (–822,1) = –331,5 + 822,1 = +490,6 кДж

Итак, реакция восстановления оксида железа (III) углеродом является эндотермической (Δ Н о 298 положительна!), причем на восстановление одного моля Fe2 O3 тремя молями углерода надо было бы затратить 490,6 кДж, если исходные вещества до начала реакции и продукты после окончания реакции находятся в стандартных условиях (то есть при комнатной температуре и атмосферном давлении). Не имеет значения, что исходные вещества пришлось сильно нагреть для того, чтобы реакция произошла. Величина Δ Н о 298 = + 490,6 кДж отражает «чистый» тепловой эффект эндотермической реакции, в которой реагенты сначала разогревались внешним источником тепла от 25 до 1500 о С, а в конце реакции продукты опять остывали до комнатной температуры, отдав все тепло в окружающую среду. При этом отданного тепла будет меньше, чем пришлось потратить на разогрев, потому что часть тепла поглотилась в реакции.

Проведем тот же расчет, используя термохимическую шкалу. Допустим, известны теплоты сгорания углерода и железа в кислороде (при неизменном давлении) :

1) C + 1/2 O2 = CO + 110,5 кДж

2) 2 Fe + 3/2 O2 = Fe2 O3 + 822,1 кДж

Чтобы получить тепловой эффект интересующей нас реакции, умножим первое уравнение на 3, а второе перепишем в обратном порядке:

1) 3 C + 3/2 O2 = 3 CO + 331,5 кДж

2) Fe2 O3 + 822,1 кДж = 2 Fe + 3/2 O2

Теперь почленно сложим оба уравнения:

3 C + 3/2 O2 + Fe2 O3 + 822,1 кДж = 3 CO + 331,5 кДж + 2 Fe + 3/2 O2

После сокращения в обоих частях уравнения кислорода (3 /2 O2 ) и переноса 822,1 кДж в правую часть получим:

3 C + Fe2 O3 = 3 CO + 2 Fe – 490,6 кДж

Итак, мы получили тот же самый результат, но уже в термохимической шкале. В уравнениях для простоты мы не указывали каждый раз агрегатное состояние веществ, однако предполагали, что оно одинаковое в разных процессах. Во-вторых, в начале и в конце каждого опыта реагенты и продукты должны находиться в одинаковых (стандартных) условиях – при комнатной температуре и давлении 1 атм..

Растворы. Свойства растворов. (Тема 3) - презентация, доклад, проект

Читатель должен сам выбрать способ решения термохимических задач, который ему больше по душе. Однако следует помнить, что в современных задачниках чаще используется термодинамическая шкала.

ЗАДАЧИ

Приведенные в этом параграфе задачи взяты из книги: Н. Е. Кузьменко, В. В. Еремин. «2400 задач по химии для школьников и поступающих в вузы». М. «Дрофа», 1999, с. 59, 63.

9.4. Белый фосфор и черный фосфор – две аллотропные модификации элемента фосфора. Уравнение горения фосфора в кислороде можно представить в виде:

При стандартных условиях теплота сгорания белого фосфора равна 760,1 кДж / моль, а теплота сгорания черного фосфора равна 722,1 кДж / моль. Чему равна теплота превращения черного фосфора в белый при стандартных условиях?

9.5. Какие из нижеприведенных реакций являются эндотермическими?

а) 1/2 N2 + O2 = NO2 ; Δ Н о 298 = 33,5 кДж / моль .

б) 1/2 N2 + 3/2 H2 = NH3 ; Δ Н о 298 = -46 кДж / моль .

в) 1/2 N2 + 1/2 O2 = NO; Δ Н о 298 = 90 кДж / моль .

г) H2 + 1/2 O2 = H2 O; Δ Н о 298 = -286 кДж / моль .

9.6. Сколько энергии надо затратить для разложения 9 г воды на водород и кислород в стандартных условиях?

9.7. Даны стандартные энтальпии следующих реакций:

H2 = H + H (Δ Н о 298 = 436 кДж / моль )

Уравнение температурного режима реактора - online presentation

Cl2 = Cl + Cl (Δ Н о 298 = 243 кДж / моль )

Стандартная энтальпия образования HCl составляет -92 кДж / моль. Рассчитайте энергию связи в молекуле HCl.

9.8. Исходя из термохимических уравнений реакций

KClO3 = KCl + 3/2 O2 (Δ Н о 298 = -49,4 кДж / моль );

KСlO 4 = KCl + 2 O2 (Δ Н о 298 = 33 кДж / моль ),

Источник: http://www.hemi.nsu.ru/text212.htm

Методические указания и контрольные задания Составила

-1669,80

Пример 2. Реакция горения этана выражается термохимическим уравнением:

Вычислите теплоту образования этана, если известны теплоты образования СО2(г) и Н2 О(ж) (табл. 2).

Решение. Теплотой образования (энтальпией) данного соединения называют тепловой эффект реакции образования 1 моль этого соединения из простых веществ, взятых в их устойчивом состоянии при данных условиях. Обычно теплоты образования относят к стандартному состоянию, т.е. 25 о С (298 К) и 1,013? 10 5 Па, и обозначают через DH о 298. Так как тепловой эффект с температурой изменяется незначительно, то здесь и в дальнейшем индексы опускаются, и тепловой эффект обозначается через DН. Следовательно, нужно вычислить тепловой эффект реакции, термохимическое уравнение которой имеет вид:

исходя из следующих данных:

б) С (графит) + О2(г) = СО2(г) ; DН = -393,51 кДж

На основании закона Гесса с термохимическими уравнениями можно оперировать так же, как и с алгебраическими. Для получения искомого результата следует уравнение (б) умножить на 2, уравнение (а) – на 3, а затем сумму этих уравнений вычесть из уравнения (а):

DН = -1559,87 – 2(-393,51) – 3(-285,84) = +84,67 к Дж;

DН = -1559,87 + 787,02 + 857,52; С2 Н2 = 2С + 3Н2 ;

DН = +84,67 кДж

Так как теплота образования равна теплоте разложения с обратным знаком, то = -84,67 кДж. К тому же результату придем, если для решения задачи применить вывод из закона Гесса:

Учитывая, что теплоты образования простых веществ условно приняты равными нулю:

Пример 3. Реакция горения этилового спирта выражается термохимическим уравнением:

Вычислите тепловой эффект реакции, если известно, что мольная (молярная) теплота парообразования С2 Н5 ОН(ж) равна +42,36 кДж и известны теплоты образования: С2 Н5 ОН(г) ; СО2(г) ; Н2 О(ж) (см. табл. 2).

Решение. Для определения DН реакции необходимо знать теплоту образования С2 Н5 ОН(ж). Последнюю находим из данных:

+42,36 = -235,31 – ;

= -235,31 – 42,36 = -277,67 кДж.

Вычисляем DН реакции, применяя следствия из закона Гесса:

DН х.р = 2(-393,51) + 3(-285,84) + 277,67 = -1366,87 кДж

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

121.Вычислите, какое количество теплоты выделится при восстановлении Fe2 O3 металлическим алюминием, если было получено 335,1 г железа.

122.Газообразный этиловый спирт С2 Н5 ОН можно получить при взаимодействии этилена С2 Н4 (г) и водяных паров. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект.

123.Вычислите тепловой эффект реакции восстановления оксида железа (II) водородом, исходя из следующих термохимических уравнений:

FeO(к) + СО(г) = Fe(к) + СО2 (г); DН = -13,18 кДж.

СО(г) + ?О2 (г) = СО2 (г); DН = -283,0 кДж.

Н2 (г) + ?О2 (г) = Н2 О(г); DН = -241,83 кДж.

124.При взаимодействии газообразных сероводорода и диоксида углерода образуются пары воды и сероуглерод СS2 (г). Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект.

125.Напишите термохимическое уравнение реакции между СО(г) и водородом, в результате которой образуются СН4 (г) и Н2 О(г). Сколько теплоты выделится при этой реакции, если было получено 67,2 л метана в пересчете на нормальные условия?

126.Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования NO? Вычислите теплоту образования NO, исходя из следующих термохимических уравнений:

4NH3 (г) + 5O2 (г) = 4NO(г) + 6 H2 O(ж); DН = -1168,80 кДж

4NH3 (г) + 3O2 (г) = 2N2 (г) + 6 H2 O(ж); DН = 1530,28 кДж

127.Кристаллический хлорид аммония образуется при взаимодействии газообразных аммиака и хлорида водорода. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект. Сколько теплоты выделится, если в реакции было израсходовано 10 л аммиака в пересчете на нормальные условия?

128.Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования метана? Вычислите теплоту образования метана, исходя из следующих термохимических уравнений:

Н2 (г) + 1/2О2 (г) = Н2 О(ж); DН = -285,84 кДж

С(к) + О2 (г) = СО2 (г); DН = -393,51 кДж

СН4 (г) + 2О2 (г) = 2Н2 О(ж) + СО2 (г); DН = -393,51 кДж

129.Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования гидроксида кальция? Вычислите теплоту образования гидроксида кальция, исходя из следующих термохимических уравнений:

Са(к) + 1/2О2 (г) = СаО(к); DН = -635,60 кДж.

Н2 (г) + 1/О2 (г) = Н2 О(ж); DН = -285,84 кДж.

СаО(к) + Н2 О(ж) = Са(ОН)2 (к); DН = -65,06 кДж.

130.Тепловой эффект какой реакции сгорания жидкого бензола с образованием паров воды и диоксида углерода равен -3135,58 кДж. Составьте термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования С6 Н6 (ж).

131.Вычислите, сколько теплоты выделится при сгорании 165 л (н.у.) ацетилена С2 Н2. если продуктами сгорания являются диоксид углерода и пары воды?

132.При сгорании газообразного аммиака образуются пары воды и оксид азота. Сколько теплоты выделится при этой реакции, если было получено 44,8 л NO в пересчете на нормальные условия?

133.Реакция горения метилового спирта выражается термохимическим уравнением: СН3 ОН(ж) + 3/2О2 (г) = СО2 (г) + 2Н2 О(ж); DН = ?

Вычислите тепловой эффект этой реакции, если известно, что мольная теплота парообразования СН3 ОН(ж) равна +37,4 кДж.

134.При сгорании 11,5 г жидкого этилового спирта выделилось 308,71 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Вычислите теплоту образования С2 Н5 ОН(ж).

135.Реакция горения бензола выражается термохимическим уравнением:

Вычислите тепловой эффект этой реакции, если известно, что мольная теплота парообразования бензола равна +33,9 кДж.

136.Вычислите тепловой эффект и напишите термохимическое уравнение реакции горения 1 моль этана С2 Н6 (г), в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Сколько теплоты выделится при сгорании 1 м 3 этана в пересчете на нормальные условия?

137.Реакция горения аммиака выражается термохимическим уравнением:

4NH3 (г) + 3O2 (г) = 2N2 (г) + 6Н2 О(ж); DН = -1530,28 кДж.

Вычислите теплоту образования NH3 (г).

138.При взаимодействии 6,3 г железа с серой выделилось 11,31 кДж теплоты. Вычислите теплоту образования сульфида железа FeS.

139.При сгорании 1 л ацетилена (н.у.) выделяется 56,053 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Вычислите теплоту образования С2 Н2 (г).

140.При получении эквивалентной массы гидроксида кальция из СаО(к) и Н2 О(ж) выделяется 32,53 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования оксида кальция.

3.2. Энтропия и ее изменение при химических процессах. Энергия Гиббса. Условия протекания самопроизвольных процессов

При решении задач этого раздела см. табл. 2 — 4.

Самопроизвольно могут протекать реакции, сопровождающиеся не только выделением, но и поглощением теплоты.

Реакция, идущая при данной температуре с выделением теплоты, при другой температуре проходит с поглощением теплоты. Здесь проявляется диалектический закон единства и борьбы противоположностей. С одной стороны, система стремится к упорядочению (агрегации), к уменьшению Н; с другой стороны, система стремится к беспорядку (дезагрегации). Первая тенденция растет с понижением, а вторая – с повышением температуры. Тенденцию к беспорядку характеризует величина, которую называютэнтропией.

Энтропия S. так же как внутренняя энергия U , энтальпия Н, объем V и др. является свойством вещества, пропорциональным его количеству. S , U , H , V обладают аддитивными свойствами, т.е. при соприкосновении системы суммируются. Энтропия отражает движение частиц вещества и является мерой неупорядоченности системы. Она возрастает с увеличением движения частиц: при нагревании, испарении, плавлении, расширении газа, при ослаблении или разрыве связей между атомами и т.п. Процессы, связанные с упорядоченностью системы: конденсация, кристаллизация, сжатие, упрочнение связей, полимеризация и т.п. – ведут к уменьшению энтропии. Энтропия является функцией состояния, т.е. ее изменение (DS ) зависит только от начального (S 1 ) и конечного (S 2 ) состояния и не зависит от пути процесса:

(2)

Так как энтропия растет с повышением температуры, то можно считать, что мера беспорядка »Т DS . Энтропия выражается в Дж/(моль·К). Таким образом, движущая сила процесса складывается из двух сил: стремления к упорядочению (Н ) и стремления к беспорядку (TS ). При р = const и Т = const общую движущую силу процесса, которую обозначают DG. можно найти из соотношения:

Величина G называется изобарно-изотермическим потенциалом или энергией Гиббса. Итак, мерой химического сродства является убыль энергии Гиббса (DG ), которая зависит от природы вещества, его количества и от температуры. Энергия Гиббса является функцией состояния, поэтому

Самопроизвольно протекающие процессы идут в сторону уменьшения потенциала и, в частности, в сторону уменьшения DG. Если DG < 0, процесс принципиально осуществим; если DG > 0, процесс самопроизвольно проходить не может. Чем меньше DG. тем сильнее стремление к протеканию данного процесса и тем дальше он от состояния равновесия, при котором DG = 0 и DН = Т DS .

Из соотношения DG = DНТ DS видно, что самопроизвольно могут протекать и процессы, для которых DН > 0 (эндотермические). Это возможно, когда DS > 0, но |Т DS | > |DН |, и тогда DG < 0. С другой стороны, экзотермические реакции ( DН < 0) самопроизвольно не протекают, если при DS < 0 окажется, что DG > 0.

Таблица 3

Стандартная энергия Гиббса образования D G о 298 некоторых веществ

Источник: http://textarchive.ru/c-1902029-p4.html

Это интересно:

  • Беременность козы выделения Беременность и роды козы. Козление. Как проходит козление Беременность козы. Чтобы узнать, забеременела коза или нет, следует установить за ней наблюдение. Если в течение трех недель после случки, коза не приходит в охоту, значит она оплодотворена и наступила беременность. Козление (роды […]
  • Аномалия развития матки удвоение Облако тегов Автор: ® Барто Р.А. 2012 Пациентка 24 лет. Обратилась к врачу для профилактического осмотра. Половая жизнь начата 6 месяцев назад. Беременностей не было. Жалоб не предъявляет. Менструации регулярные. При ультразвуковом обследовании в малом тазу определяется единое тело матки с двумя […]
  • Выделение помещений общественным организациям (в ред. Федеральных законов от 01.12.2007 N 318-ФЗ, от 29.04.2008 N 58-ФЗ, от 30.06.2008 N 108-ФЗ, от 08.11.2008 N 195-ФЗ, от 17.07.2009 N 164-ФЗ, от 17.07.2009 N 173-ФЗ, с изм. внесенными Федеральным законом от 18.07.2009 N 181-ФЗ) Статья 17.1. Особенности порядка заключения договоров в отношении […]
  • Геп с после родов Гепатит С и беременность Гепатит С на сайте гепатит.ком. Диагностика, лечение, профилактикa Внутриутробное инфицирование Внутриутробное инфицирование ребенка или "вертикальный" путь передачи вируса гепатита С (ВГС) от беременной женщины ее будущему ребенку представляет собой очень актуальный вопрос для […]
  • Апоплексия яичника узи Апоплексия яичника Апоплексия яичника (apoplexia ovarii) – острое гинекологическое заболевание, в результате которого происходит разрыв сосудов (это могут быть сосуды как самого яичника. так и образовавшейся кисты), и развивается внезапное кровоизлияние в ткань яичника или в брюшную полость. Анатомия и […]
  • Аплексия яичника Апоплексия яичника Апоплексия яичника (apoplexia ovarii) – острое гинекологическое заболевание, в результате которого происходит разрыв сосудов (это могут быть сосуды как самого яичника. так и образовавшейся кисты), и развивается внезапное кровоизлияние в ткань яичника или в брюшную полость. Анатомия и […]
  • Анатомия придатки матки Придатки матки. Маточные трубы (tubae uterinae). Яичники (ovarii). Придатки матки. К придаткам матки относят маточные трубы и яичники, а некоторые авторы — и связочный аппарат матки. Маточные трубы (tubae uterinae). С обеих сторон тела матки латерально находятся длинные, узкие маточные трубы (фаллопиевы […]
  • Аспирант женский род Значение слова Род по Ефремовой: Род - 1. Основная общественная организация в первобытном обществе, представляющая собою союз больших семей, находящихся в родственных отношениях и ведущих общее хозяйство. 2. Ряд поколений, происходящих от одного предка. // Поколение. 3. разг. Родственники, члены одной […]
  • Гель грудным детям Фенистил (капли, гель, капсулы) – инструкция по применению, аналоги, отзывы, цена Фенистил представляет собой препарат, предназначенный для лечения симптомов аллергии. Согласно механизму действия, лекарство относится к группе неселективных (неизбирательных) гистаминоблокаторов. Неселективное блокирование […]
  • Проба с прогестероном это Гормональные пробы у женщин в гинекологии. Проба с прогестероном, хорионическим гонадотропином Функциональные пробы с гормонами основаны на учете тех специфических реакций, которые вызывает введение в организм того или иного экзогенного гормона. Применяемые в клинической практике пробы могут быть […]