Химия методичка. Методические указания к написанию и оформлению контрольной работы по химии

• Название: Методические указания к написанию и оформлению контрольной работы по химии
• Анкор: Химия методичка.doc
• Дата: 10.01.2018
• Размер: 0.91 Mb.
• Имя файла: Химия методичка.doc
• Тип: Методические указания; #13850
• страница: 4 из 9

После подстановки справочных данных из табл.1 получаем

_f ⁰ _Fe2O3. = 20 – 1676 – 20 + 853,8 = –822,2 кДж/моль

Таким образом, тепловой эффект реакции равен –853,8 кДж, а _f ⁰_Fe2O3 составляет –822,2 кДж/моль.

Пример 4.3. Исходя из термохимических уравнений

Н₂(г) + О₂(г) = Н₂О₂(ж),  ⁰₍₁₎= –187 кДж (1)

Н₂О₂(ж) + Н₂(г) = 2Н₂О(г),  ⁰₍₂₎ = –297 кДж (2)

Н₂О(г) = Н₂О(ж),  ⁰₍₃₎= – 44 кДж, (3)

рассчитайте значение стандартной энтальпии реакции образования Н₂О(ж).

Решение.Запишем уравнение реакции, тепловой эффект которой необходимо определить: Н₂(г) + ½О₂(г) = Н₂О(ж), ⁰₍₄₎ – ?(4)

В уравнения (1), (2), (3) входят Н₂О₂ (ж) и Н₂О (г), которые не входят в уравнение (4). Чтобы исключить их из уравнений (1), (2), (3), умножим уравнение (3) на 2 и сложим все три уравнения:

Н₂(г) + О₂(г) + Н₂О₂(ж)+ Н₂(г) + 2 Н₂О(г) = Н₂О₂(ж) + 2Н₂О(г) + 2Н₂О(ж) (5)

После преобразования уравнения (5) и деления его на 2 получаем искомое уравнение (4). Аналогичные действия проделаем с тепловыми эффектами: .

В результате получаем: Дж; т.е. _f⁰ _Н2О(ж)равна –286кДж/моль.

Пример 4.4. Определите температуру, при которой установится равновесие в системе СаСО₃ (к) СаО(к) + СО₂ (г) _.

Решение. Для определения температуры, при которой установится равновесие, воспользуемся уравнением:Т_равн.=_. Для этого сначала вычисляем ∆Н⁰_х.р. и ∆S⁰_х.р.по формулам:

 ⁰_х.р. = (_f ⁰_СаО + _f ⁰_СО2) – _f ⁰_СаСО3,

S⁰_х.р. = (S⁰_СаО + S⁰_СО2)– S⁰_СаСО3

Используя справочные данные из табл.1, получаем

⁰_х.р. = [– 635,5 + (–393,5)] – (–1207,1) = 178,1 кДж,

S⁰_х.р. = (39,7 + 213,7) – 92,9 = 160,5 Дж/К или 0,1605 кДж/К

Отсюда, температура, при которой устанавливается равновесие:

Т_равн = 178,1 / 0,1605 = 1109,5 К

Пример 4.5. Вычислите ⁰_х.р, ∆S ⁰_х.р. и G ⁰_T реакции, протекающей по уравнению: Fe₂O₃(к) + 3C(к) = 2Fe(к) + 3CO(г).

Возможна ли реакция восстановления Fe₂O₃углеродом при температуре 298 и 1000 К? Зависимостью ⁰_х.р. и S⁰_х.р от температуры пренебречь.

Решение. Вычисляем ⁰_х.р. и S⁰_х.р.

⁰_х.р. = (3_f ⁰_CO + 2_f ⁰_Fe) – (_f ⁰_Fe2O3 + 3_f ⁰ _C)

⁰_х.р.= [3(–110,5) + 2·0] – [–822,2 + 3·0] = –331,5 + 822,2 = +490,7 кДж;

S⁰_х.р. = (2S⁰_Fe +3S⁰_CO) – (S⁰ _Fe2O3 + 3S⁰_C)

S⁰_{х. р} = (2·27,2 +3·197,5) – (89,9 + 3·5,7) = 539,9 Дж/К или 0,540 кДж/К

Энергию Гиббса при соответствующих температурах находим из соотношения

G⁰_х.р=⁰_х.р – ТS⁰_х.р

G⁰₂₉₈ = 490,7 – 2980,540 = +329,8 кДж

G⁰₁₀₀₀ = 490,7 – 10000,540 = –49,3 кДж

Так как G⁰₂₉₈ > 0, а G⁰₁₀₀₀ < 0, то восстановление Fe₂O₃ углеродом возможно при 1000 К и невозможно при 298 К.
Контрольные вопросы

61. Вычислите тепловой эффект и напишите термохимическое уравнение реакции между СО(г) и Н₂(г), в результате которой образуются СН₄(г) и Н₂О(г). Сколько теплоты выделится, если в реакции было израсходовано 100 л СО (условия нормальные)? (Ответ: 206,2 кДж; 920, 5 кДж).

62. Реакция горения этилена выражается уравнением

С₂Н₄(г) + 3О₂(г) = 2СО₂(г) + 2Н₂О(г)