Studopediya

КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Топлинен ефект. термохимична изчисления




Всяка химическа реакция се придружава от освобождаването или поглъщане на енергията обикновено под формата на топлина. Раздел на химичната термодинамика, изучаване на топлинни ефекти на химичните процеси, наречена термохимия. Топлинни ефекти на реакциите могат да бъдат определени както експериментално и с помощта на термохимични изчисления.

Топлинен ефект се нарича размер на освобождаване или поглъщане на топлина в резултат на химически взаимодействия. Реакциите са придружени от освобождаване на топлина се нарича екзотермична, придружен от абсорбцията на топлина - ендотермичен.

По-голямата част от химични реакции - изобарни процеси. Поради това е препоръчително да се направи оценка на енергия или топлината от реакцията енталпия промяна на системата. Топлината от реакцията, протичащ при постоянно налягане, равно на изменението на енталпията на система Q р = ьН.

В екзотермична топлината от реакцията се отделя в околната среда, енталпията или вътрешната енергия на спадове на системата и стойността на АН и DU за тях са отрицателни (? H <0, DU <0). В ендотермични реакции, топлина се поглъща от околната среда, енергийното съдържание на системата се увеличава и промяната Δ H и DU положителния (? H> 0, DU> 0).

Уравненията на химични реакции, които показват, топлинни ефекти и физическото състояние на материята, наречена термохимични уравнения.

На термохимични уравнения също показват фаза състоянието и полиморфна на взаимодействие и формиране вещества: (I) - газ, (ж) - течност (к) - кристал, (т) - твърд, (п) - разтваря и други.

Например, уравнението на термо синтез вода е

2 (г) + O 2 (G) = 2Н (G); АН = -571.6 0298 кДж

от уравнението, че реакцията е екзотермична (? Н <0) и чрез взаимодействие на 2 мола от водород и един мол кислород произвежда 2 мола вода и 571,6 кДж на отделената топлина.

Според уравнения термохимични реакции могат да бъдат извършени различни изчисления. За да се отговори на предизвикателствата на термохимични уравнения трябва да се напише уравнението на протичащата реакция, и след това, въз основа на данните, за да се направи дял и да го решим.

Пример №1. Изчислете от термо уравнение

4P (К) + 5О 2 (г) = 2P 5 (а); АН = -3010kDzh

teloty количество освободен при изгарянето на 6,2 г фосфор.

Решение: Изчислява се количеството на фосфора вещества:

N (P) = m (P) / M (P) = 6,2 / 31 = 0,2 мол

Съставете пропорция и намери количеството топлина:

изгаряне на 4 мола P - 3010 кДж на топлина се освобождава;

изгарянето на 0,2 мола P - X кДж на топлина се освобождава;

4 / 0,2 = 3010 / X; X = (0,2 · 3010) / 4 = 150,5 кДж.



Пример №2. Направи термохимична реакция уравнение магнезиев горене, ако е известно, че изгарянето от 6 г магнезиев е разпределена 153.6 кДж на топлина.

Solution. Изчислява се количеството на веществото на изгорялата магнезий:

N (Mg) = М (Mg) / M (Mg) = 6/24 = 0,25 мол.

Ние образуват уравнението на реакцията на горене:

2 mg (T) + O 2 (G) = 2MgO (т)

намери количеството топлина, която се отделя при изгарянето на 2 мола:

изгарянето на 0,25 мола магнезий - разпределени 153.6 кДж;

изгарянето на 2 мола на магнезий - X кДж на топлина се освобождава;

0.25 / 2 = 153,6 / X; X = (2 * 153,6) / 0,254 = 1228,8 кДж.

Следователно уравнение термохимична реакцията формата

2 mg (T) + O 2 (G) = 2MgO (Т); АН = -1228,8 кДж

Пример №3. С термо уравнение

C (T) + O 2 (G) = CO 2 (д); АН = - 394 кДж

Определете колко литра на въглероден оксид (IV) (STP) се формира, ако бъде освободен 591 кДж на топлина?

Solution. Ние изчисляваме, по време на формирането на размера на въглероден оксид (IV) 591 кДж на отделената топлина. Въз основа на уравнение образуват реакционната смес:

В образуването на 1 мол на CO 2 (STP) се разпределят 394 кДж на топлина;

В образуването на X мола CO 2 (STP) се разпределят 591 кДж на топлина;

1 / X = 394/591; X = 591/394 = 1,5 мол CO2 (STP).

Чрез следствие на закона на Авогадро: 1 мол от всеки газ (STP) заема обем от 22.4 л, съставя част:

1 мол CO 2 (STP) заема обем от 22.4 литра;

1.5 мол на CO 2 (NU) взе X л;

1 / 1,5 = 22,4 / X; X = 1,5 · 22,4 / 1 = 33,6 литра.

С цел да бъде в състояние да сравни ефектите на различни термични процеси, термохимични изчисления обикновено са свързани с 1 мол вещество и стандартни и състояния. За стандартни условия, приети: налягане 101 325 Pa и температура 25 0 C (298 K). Стандартната състояние на материята е държава, която е стабилен при стандартни условия. Топлинният ефект при стандартни условия се нарича стандартната топлината от реакцията и е означен АН 0298 или АН 0.

Основният закон е законът на термохимия G.I.Gessa (1841 г.): Топлинният ефект на химични процеси, зависи само от началните и крайните състояния на веществата и не зависи от пътя на процеса, т.е. броя и естеството на междинните етапи.

По този начин, процесът на превръщане на изходните материали (състояние 1) в продукта (състояние 2) може да се направи по няколко начина, представени на фигура 3;


АН

τ

Фигура 3. Промяната на енталпията на времето за реакция

право Хес по термичния ефект на процеса може да се изчисли, както следва:

? Hspec 1 = АН 2 + 3 + АН АН 4 + АН = АН 5 6 7 + АН

Според следствие от закона на Hess: топлината от реакцията е равен на разликата между сумата на енталпии на образуване на реакционните продукти и сумата от енталпии на образуване на изходните материали на базата на стехиометрични коефициенти:

? Hspec 0 0 F = ΣΔH продълж - Σ АН е Реф.

За да се изчисли ефекта на топлината от реакцията е употребяван енталпия (топлина), образуващи вещества. Енталпия на образуване се нарича образуване топлинна ефект на реакционната 1 мол вещество от прости вещества.

The топлинен ефект АН посочи 0 мод 298 или АН 0 F, 298, където индексът F - формация (образование). Често един от индексите потопени. На топлинен ефект на прости вещества, които са устойчиви на стандартни условия (кислород газ O 2 (G), течен бром Вг 2 (G), кристален йод I 2 (К), ромбично сяра е S (п), въглеродният C (графит), и така нататък. г.) ​​са равни на нула.

Топлинен ефект се нарича енталпия промяна на образуване на реакцията на 1 мол от съединение с прости вещества измерени в стандартни условия.

С помощта на термохимични изчисления може да се определи на реакционната топлина, енергията на химични връзки, кристална решетка енергия на междумолекулни взаимодействия, енталпията на разтваряне и разтваряне (хидратация), енергийните ефекти на фазови превръщания, и т.н.

Стойностите на стандартните енталпиите на формиране на редица вещества, изброени в приложение 1.

Пример №4. На osnovaniiznacheny топлинен ефект, изчисли топлината от реакцията, сключен ендотермичен или екзотермична, то е:

Cu 2 S (к) 2 + O 2 (G) = 2 CuO (а) + SO 2 (г)

Solution. Пишем от приложението. 1 стойности на стандартни енталпиите на образуването на вещества:

съединение Cu 2 S (к) О 2 (г) CuO (а) SO 2 (г)
АН 0 е, кДж / мол -82,01 -165.3 -296.9

Според следствие от закона на Хес:

АН = 0 (0 2 АН F, CuO (к) 0 + АН е, SO 2 (г)) - (АН 0 F, Cu 2 S (к) 2 + АН 0 F, O 2 (г)) =

= [2 (-165,3) + (-296,9)] - (+ -82.01 2 · 0) = -545,5 кДж.

Тъй като АН 0 <0, следователно, реакцията е екзотермична, придружено от отделянето на топлина 545.5 кДж.

Пример №5. Изчислява реакция термичен ефект на кристален алуминиев окис и серен оксид газовата (IV):

Al 2 O 3 (а) + 3 SO 3 (G) = Al 2 (SO 4) 3 (а)

Solution. Пишем от приложението. 1 стойности на стандартни енталпиите на образуването на вещества:

съединение Al 2 O 3 (а) SO 3 (ж) Al 2 (SO 4) 3 (а)
АН 0 е, кДж / мол -1,676.0 -396.1 -3,442.2

Топлината от реакцията в стандартни условия, определени от:

АН АН 0 = 0 F, Al 2 (SO 4) 3 (а) - (АН 0 F, Al 2 O 3 (К) 3 + АН 0 F, SO3 (G)) =

= (-3,442.2) - [(1676,0 + 3 (-396,1)] = -577,9 кДж.

Тъй АН 0 <0, следователно, реакцията е екзотермична, се придружава от освобождаването на 577.9 кДж на енергия.

Пример №6. Изчислете топлината от реакцията на образуване на въглероден дисулфид CS 2 и водните пари от газообразен сероводород и въглероден оксид (IV).

2 S (G) + СО 2 (G) = CS 2 (г) + 2Н (G)

Solution. Пишем от приложението. 1 стойности на стандартни енталпии на образуване на веществата

съединение H 2 S (ж) CO 2 (г) CS 2 (г) Н (ж)
АН 0 е, кДж / мол -20,15 -393.51 115,28 -241.88

Топлината от реакцията в стандартни условия, определени от:

АН 0 = [0 АН F, CS2 (G) + 2 0 АН F, Н 2О (г)] - [2 АН 0 F, Н2 S (ж) 0 + АН F, CO2 (г)] =

= [2 115.28 (-241,88)] - [2 (-20,15) + (-393,51)] = 65.33 кДж

Топлината на реакция е АН 0 = 65,33 кДж като АН 0> 0, следователно, реакцията е ендотермичен, протича с поглъщане на топлина.

Пример №7. За да се определи термичната ефект на разтваряне на КОН.

КОН (к) = К + (вод) + OH - (р)

Solution. Пишем от приложението. 1 стойности на стандартни енталпии на образуване на веществата

съединение КОН (к) R + (п) OH - (п)
АН 0 е, кДж / мол -425.8 -251.2 -230.2

АН 0 Сол. = (АН 0 F, К (к) + + АН 0 F, OH (п) -) - АН 0 F, КОН (к)) = [(- 251,2) + (230,2)] - (- 425.8) = -55.6 кДж

Метод на разтваряне на алкален екзотермична придружава от освобождаването на 55.6 кДж.

Пример №8. Opredeliteteplovoy фазов преход ефект:

SO 3 (г) = SO 3 (ж)

Решение: Ние пишем от приложението. 1 стойности на стандартни енталпиите на формиране.

Connection ............. SO 3 (х) SO 3 (ж)

АН 0 е, кДж / мол ...... .. -439,0 -396,1

Термичния ефект на прехода фаза се изчислява по уравнението:

АН 0 App. = (АН 0 F, SO3 (г)) - (АН 0 F, SO3 (X)) = (-396,1) - (-439.0) = 42.9 кДж

Изпаряването на серен оксид (VI) ендотермичен, изисква енергия 42,9 кДж.





; Дата: 10.23.2014; ; Прегледи: 2358; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:





zdes-stroika.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 66.102.9.22
Page генерирана за: 0.055 сек.