В термохимических уравнениях в отличие от химических указывается тепловой эффект химической реакции и между левой и правой частями уравнения принято ставить знак равенства (=).
Тепловой эффект Q измеряется в килоджоулях (кДж), в случае экзотермических реакций он положителен, а в случае эндотермических реакций отрицателен.
Энтальпия (
) – величина, характеризующая внутреннюю энергию вещества, обратная по знаку тепловому эффекту, имеет размерность кДж на моль (кДж/моль).
Две возможные формы записи термохимического уравнения:
2Н2 (г.) + О2 (г.) = 2Н2О (г.) + 483,6 кДж
или
Н2 (г.) + 1/2О2 (г.) = Н2О (г.), = –241,8 кДж/моль.
Закон Гесса: тепловой эффект реакции равен разности между суммой теплот образования продуктов реакции и суммой теплот образования исходных веществ:
При химической реакции теплота выделяется или поглощается. Реакции, протекающие с выделением теплоты, называются экзотермическими реакциями, а сопровождающиеся поглощением теплоты – эндотермическими.
|
|
Эндотермические и экзотермические реакции |
Вычисление теплового эффекта реакции
по известному термохимическому уравнению.
(Алгоритм 17.)
Задача. По термохимическому уравнению
N2 (г.) + О2 (г.) = 2NО (г.) – 180,7 кДж
вычислите, сколько поглотится теплоты при вступлении в реакцию 5,6 л азота (н. у.).
Составление термохимического уравнения.
(Алгоритм 18.)
Задача. При сжигании 3 г магния выделилось 75,15 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение реакции горения магния.
Вычисление теплоты сгорания вещества. (Алгоритм 19.)
Задача. По термохимическому уравнению реакции
2СО (г.) + О2 (г.) = 2СО2 (г.) + 566,5 кДж
вычислите теплоту сгорания оксида углерода(II).
Вычисление теплоты образования вещества.
(Алгоритм 20.)
Задача. При сжигании 93 г белого фосфора выделилось 2322 кДж теплоты. Рассчитайте теплоту образования оксида фосфора(V).
Вычисление теплового эффекта реакции по закону Гесса.
(Алгоритм 21.)
Задача. Вычислите тепловой эффект реакции
Fe2O3 + 2Al 
Al2O3 + 2Fe,
если теплота образования оксида железа(III) составляет +821,5 кДж/моль, а теплота образования оксида алюминия +1675,7 кДж/моль (теплота образования простого вещества равна нулю).
Задания для самоконтроля
1. Составьте термохимическое уравнение реакции разложения карбоната кальция, если при разложении 40 г карбоната кальция поглощается 70,8 кДж теплоты.
Ответ. CaCO3 = CaO + CO2
– 177 кДж/моль.
2. Сколько теплоты выделится при полном сгорании 1 м3 смеси, состоящей из 30% (по объему) этилена и 70% ацетилена, если при сгорании 1 моль этих веществ выделяется соответственно 1400 и 1305 кДж?
Ответ. 59 531 кДж.
3. Вычислите теплоту сгорания ацетилена С2Н2, если теплота образования углекислого газа 393,5 кДж/моль, водяного пара – 242 кДж/моль, ацетилена – 226,8 кДж/моль.
Ответ. 1604,4 кДж.