Расчет энтальпии образования соединения

Пример. Рассчитать энтальпию образования Na₂O.

DН°_обр. на основании реакции:

Al₂O_3(кр) + Na₂O_(кр) = 2NaAlO_2(кр) + 76,8 кДж.

Решение. Так как Q_р = - DН, то DН_х.р. = - 76,8 кДж/моль. Согласно закону Гесса записывается буквенное уравнение расчёта

DН_х.р. = [2DН°_{обр. NaAlO} ] – [DН°_{обр. Na O} + DН°_{обр. Al O} ].

Затем в уравнение подставляются данные DН°_обр., взятые из таблицы (стр.).

DН°_{обр. Na O} = - 1132,2 ^. 2 + 1676,8 + 76,8 = - 510,8 кДж/моль.

Ответ: DН°_{обр. Na O} = - 510,8 кДж/моль.

Расчёт калорийности топлива

Калорийность топлива определяется по изменению энтальпии DН химической реакции горения топлива.

Пример. Вычислить калорийность 1 м³ газа, состоящего из 50% СО и 50% SO₂ при р = const. Условия опыта нормальные.

Решение. Записывается термохимическое уравнение горения СО и определяется DН_х.р.: СО_(г) + 1/2О_2(г) = СО_2(г).

DН_х.р. = [DН°_{обр. СО} ] – [DН°_{обр. СО} + 1/2DН°_{обр. О} ] = - 393,8 + 110,5 = - 283,3 кДж/моль. Q_р = - DН, Q_р = 283,3 кДж/моль.

Затем записывается уравнение реакции горения SO₂ и определяется DН. SO₂ + 1/2O_2(г) = SO_3(г).

DН_х.р. = [DН°_{обр. SO} ] - [DН°_{обр. SO} + 1/2DН°_{обр. О} ] = - 395,2 + 296,9 = 98,3 кДж/моль. Q_р = 98,3 кДж/моль.

Полученные данные относятся к одному молю вещества, поэтому необходимо произвести перерасчет на 1 м³ газа при н.у., учитывая процентное содержание каждого вещества.

При н.у. 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Нужно найти число молей СО и SO₂ в 1 м³.

1 м³ = 1000 л

50% СО составят 500 л и 50% SO₂ составят 500 л.

V 500

u – число молей равно: u = ^______ = ^______ = 22,32 моль.

22,4 22,4

Следовательно, 1 моль СО дает 283,3 кДж тепла

22,32 моль ^__________ х кДж

х = 283,3 ^. 22,32 = 6323 кДж

1 моль SO₂ дает 98,3 кДж тепла

22,32 моль ^__________ х кДж

х = 98,3 ^. 22,32 = 2194 кДж.

Суммарно: Q_р = 6323 + 2194 = 8517 кДж.

Ответ: Q_р = 8517 кДж/м³.

Расчет направленности химических процессов

Условия самопроизвольного протекания процессов:

DН < 0; DS > 0; DG < 0.

Условие химического равновесия: DG = 0; DН = ТDS.

Смещение равновесия может происходить в сторону продуктов реакции (вправо) и в сторону начальных веществ (влево). В последнем случае самопроизвольная реакция невозможна.

Пример. Возможна ли при стандартных условиях реакция:

Н₂О_(ж) + СаО_(кр) = Са(ОН)_2(кр)?

Для решения данного вопроса нужно рассчитать DН_х.р. и DG_х.р. без учета температуры Т.

Расчет DН_х.р.

DН_х.р. = [DН°_{обр. Са(ОН)} ] – [DН°_{обр. СаО} + DН°_{обр. Н О}] = - 986,8 + 635 + 286 = - 65,8 кДж/моль.

Вывод. Реакция возможна, равновесие смещено вправо, так как DН < 0.

Расчет DG_х.р.

DG_х.р. = [DG°_{обр. Са(ОН)} ] – [DG°_{обр. СаО} + DG°_{обр. Н О}] = - 899,2 + 603,6 + 237,4 = = - 58,2 кДж/моль.

Вывод. Реакция возможна, равновесие смещено вправо, так как DG < 0.

Пример. Экзотермическая реакция протекает по уравнению:

СН_4(г) + СО_2(г) 2СО_(г) + 2Н_2(г).

Пойдет ли реакция при 500°С? При какой температуре Т начнется процесс?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: