Следствия из закона Гесса

Первый закон (первое начало) термодинамики – это всеобщий закон природы, закон сохранения и превращения энергии:

Энергия не исчезает и не возникает из ничего, а только превращается из одного вида в другой в строго эквивалентных соотношениях.

Частным случаем этого закона применительно к химическим реакциям является

Закон Гесса: Энтальпия реакции, т.е. тепловой эффект реакции, зависит только от природы и состояния исходных веществ и конечных продуктов и не зависит от пути, по которому протекает реакция.

Тепловым эффектом химического процесса называется изменение энтальпии (∆Н_х.р.), произошедшее при осуществлении этого процесса, отнесенное к одному молю вещества или одному молю эквивалентов вещества. Размерность этой характеристики кДж/моль.

Термохимические уравнения – это уравнения, для которых указано значение энтальпии реакции и обязательно агрегатное состояние исходных веществ и продуктов реакции. Например, для реакции горения 1моль метана термохимическое уравнение:

СН_4(г) + 2О_2(г) = СО_2(г) + 2Н₂О_(ж), ∆Н^o_х.р.=-594,5 кДж/моль.

Энтальпию реакции можно определить как экспериментально, так и путем расчета тепловых эффектов реакций, используя закон Гесса, даже в тех случаях, когда их непосредственно измерить невозможно. При термодинамических расчетах особенно важным является один из видов тепловых эффектов теплота образования (энтальпия образования).

Теплота образования соединения (∆Н^o_обр) – это тепловой эффект реакции образования одного моль химического соединения из простых веществ при стандартных условиях (∆Н^о₂₉₈). Энтальпия образования простых веществ принимается равной нулю. Числовые значения этой термодинамической функции для большинства веществ, взятых в различных агрегатных состояниях, приводятся в справочниках «Термодинамические константы веществ». [†]

Стандартные условия: р = 760 мм рт. ст. = 101325 Па;

Т =298 К или t= 25^оС;

количество вещества ν = 1 моль.

В термохимических расчетах большое значение имеют следствия из закона Гесса.

Первое следствие из закона Гесса: Энтальпия реакции (∆H^o_x.p.) равна разности алгебраической суммы энтальпий образования (∆Н^o_обр) всех продуктов реакции и алгебраической суммы энтальпий образовании (∆Н^о_обр) всех исходных веществ с учетом соответствующих стехиометрических коэффициентов (ν_i,ν_j) в уравнении химической реакции:

∆Н^о_{x. р} = Σν_j∆Н^o_обр.(продуктов)– Σν_i∆Н^o_обр(исходных веществ).(5.1.)

Второе следствие из закона Гесса: Энтальпия прямой реакции (∆Н_{пр. ).} численно равна энтальпии обратной реакции ( ∆Н _обр. ), но с противоположным знаком:

∆Н_пр. = - ∆Н_обр..(5.2.)

В термохимических уравнениях в случае расчета энтальпии реакции при образовании 1 моль вещества допускается запись с дробными стехиометрическими коэффициентами, например:

СО_(г) + 1/2О_2(г) = СО_2(г), ∆Н_х.р. =?

∆Н^о_обр-110,5 0 -393,51

Согласно формуле (5.1.):

∆Н^о_{x. р} = Σν_j∆Н^o_j(X_j) – Σν_i∆Н^o_i(Υ_i) = -393,51 – (-110,5 + 0) = -283,01 кДж/моль.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: