Példák problémák megoldása
A entalpiája reakció hidrogén-klorid-HCI molekulát atomokra expanziós 92,3 kJ / mól. Mik entalpiája képződését HCI molekulák és a kötési energiát az ott (kJ / mól)?
A bomlási reakció a vegyület az atomok írásbeli így: HCl → n + cl. A pozitív jele entalpiája ez a reakció azt mutatja, hogy ez a folyamat energiát igényel. Az első szerint törvénye termokémiai, a reakcióhő képződésének a komplex anyag egyszerű egyenlő abszolút érték, de ellenkező előjellel a termikus hatás a bomlási reakció a vegyület egyszerű anyagok: ΔNºobr = -ΔNºrazl. Így a entalpiája képződését HCI molekulák ΔNºobr = -92,3 kJ / mól.
A kötési energia, a definíció szerint, van a minimális energia, amely kell fordított, hogy megtörjük a kapcsolatot, és eltávolítását atomok egy végtelen távolságra egymástól. Ezért, a entalpiája a reakció hidrogén-klorid-HCI molekulát atomokra és bomlás kötési energiájának ezen molekula Eb = ΔNrazl = + 92,3 kJ / mól.
A standard képződési entalpia nitrogén-oxid: 90,4 kJ / mól (NO) és 33,9 kJ / mól (NO2). Mi a reakcióhő a oxidációja NO NO2?
Az oxidációs reakciót a nitrogén-monoxid NO NO2-dioxid van írva a következő: NO + (1/2) O2 → NO2. A találmány egy első következménye a második törvénye termokémiai, termikus hatás, vagy entalpia, kémiai reakció, csökkent standard körülmények, megtalálható a képződéshő termékek és reagensek alkalmazásával a következő képlet:
Ebben az esetben a reakció terméke a nitrogén-dioxid NO2. és reagensek - a nitrogén-monoxid NO és oxigén O 2. A meghatározás szerint a entalpiája kialakulását egyszerű anyagok, amelyek itt utal oxigén nulla és termokémiai számítások figyelmen kívül hagyja.
Így a entalpiája a reakció lesz:
Negatív entalpia azt jelzi, hogy az oxidációs reakció exoterm.
Find a termikus hatás (kJ / mól) a reakció C2 N2 + H2 → C2 H4. szem előtt tartva, hogy a standard entalpiája égés etilén- (C2 H4) van -1408 kJ / mól, acetilén (C2 H2) -1301 kJ / mól, és a hidrogén (H2) -242 kJ / mol, ill.
Egy második következménye a második törvénye termokémiai, termikus hatás, vagy entalpia, kémiai reakció, csökkent standard körülmények, megtalálható a entalpiák égéstermékek és reagensek alkalmazásával a következő képlet:
A mi esetünkben, ez a reakció terméke az etilén (C2 H4) reaktánsként - acetilén (C2 H2) és hidrogén (H2).
Így a entalpiája a reakció lesz:
= (-1 301-242) - (-1408) = -135 kJ / mól.
Negatív entalpia azt jelzi, hogy a reakció exoterm. Ha, a résztvevők között a reakcióban nem gyúlékonyak anyag, például víz, a entalpiája égés hozott egyenlő nullával.
Entalpiája oldódási réz-szulfátot CuSO4 · 5H2 O -77,8 kJ / mol és a reakció entalpiája hidratációs CuSO4 réz-szulfát (CuSO4 átmenet entalpiája a CuSO4 · 5H2 O) 11,7 kJ / mól. Számítsuk ki a entalpia (kJ / mól) feloldjuk CuSO 4.
A találmány szerinti oldatokat kell alkalmazni közvetlenül termokémia második törvény: standard képződési entalpia, áramló állandó nyomáson vagy állandó térfogaton, független a számot, természetétől és szekvenciájától annak közbenső szakaszok, hanem határozza csak a kezdeti és a végső állapotban a rendszer. Ebben az esetben, a kezdeti állapot a rendszer olyan vízmentes CuSO 4 réz-szulfát és víz. A végső állapot - tartalmazó oldatot ionokat, elosztott többségi mennyiségben az oldószer:
Kezdeti → végső állapot
Réz-szulfát CuSO4 · 5H2 O hidratált, amely csak öt vízmolekulák. A formáció ez a vegyület lehet tekinteni, mint egy köztes szakaszban a módja, hogy a végén állapotban - az oldathoz:
Kezdeti köztes szakaszban → → végső állapotát
Miután a második törvénye termokémiai, ebben az esetben azt lehet mondani, hogy az entalpia az oldódás folyamatának vízmentes kristályos CuSO 4 (átmenet a kezdeti, hogy a végső állapot) összege lesz az entalpiát a két közbenső fázisára (réz-szulfát hidratációs reakció CuSO4 és oldódási folyamat kapott kristályos CuSO4 · 5H2 O ):
Negatív entalpia azt jelzi, hogy az oldódás vízmentes kristályos CuSO 4 exoterm folyamat, azaz, kíséri megjelenése hő, amely megfigyelhető a kísérlet.
A reakcióban 1 mól hidrogéngáz (H2) és 1 mól brómot gáz (Br2) különítettek 72,6 kJ hő. Számítsuk ki a standard képződési entalpia (kJ / mol) gáz-halmazállapotú hidrogén-bromid (HBr).
A probléma megoldására kell folytatni a koncepció formáció entalpia ΔNºobr.298 - ez a termikus hatás kialakulásának vegyület reakciója az egyszerű, a entalpiája képződését egyszerű anyagok nullának tekintjük. Az egyenlet a reakció: H2 + Br2 → 2NBr.
Amint az ebből a rekordból, egy mól hidrogén és egy mól brómot eredményez egy reakcióban két mol hidrogén-bromid. Ugyanakkor, a standard képződési entalpia egy kalkulált érték standard körülmények, amelyek jár a folyamat jellemzői pontosan egy mól az anyag. Ezért ebben az esetben, a megadott érték a találmány szerinti eljárás, hőt kell osztani két. A feltétel probléma is rámutatott, hogy a felszabaduló hőt a reakció, azaz ez egy exoterm folyamat, az ilyen reakciók termikus hatása negatív értéket.
Így a standard képződési entalpia gáz halmazállapotú hidrogén-bromid HBr jelentése:
ΔNºobr.298 = -72,6 / 2 = -36,8 kJ / mól.
Egyensúlyi az alábbiak bármelyikével gáznemű reakciók felé tolódik el a reagenseket nyomásnövekedés?
A problémák megoldására az ilyen típusú kell, hogy vezérelje az elvet Chatelier: Amikor egy termodinamikai rendszer állapotában kémiai egyensúly külső befolyás, a rendszer rekonstruáljuk oly módon, hogy a hatás a külső befolyás csökkent. Külső lépéseket ebben az ügyben az, hogy növelje a nyomást a rendszerben, és a rendszer szerint Chatelier elv tolódik az egyensúly mellett a vezető folyamat csökken a nyomás.
Nyomás csökkentés érhető el a szállított mennyiség termékek és reagensek. Nyilatkozata szerint a probléma, egyensúlyt kell tolódott a reagensekkel szemben, azaz, a reagensek mennyiségének a reakció kisebbnek kell lennie, mint a termékek mennyisége. Feltételezve, hogy van dolgunk ideális gázok, egy mol amely elfoglalja az azonos mennyiségű, hogy elemezze a reakciók.
A reakcióban 1) számítva egy mol etilén reagál egy mól hidrogén-ad egy mól etán, vagyis a termék mennyiségét kisebb, mint a mennyisége a reaktánsok és a reakció nyomás növekszik, hogy gyorsítsa képződése irányába termékek, és nem a reagenseket. Ugyanez mondható el a reakció 3) és 5).
A reakciót 4) móljainak a száma, és így a térfogat reagensek és termékek ugyanazok, úgy, hogy a nyomás nem befolyásolja az egyensúlyi rendszer.
De abban az esetben a 2) kölcsönhatása egy mól hidrazin mól oxigén képződéséhez vezet a nitrogén és két mól mól vizet, vagyis a termékek mennyisége nagyobb, mint a mennyisége a reaktánsok és a nyomás emelkedése vezet egy egyensúlyi eltolódást a reagensekkel szemben.
Az alábbiakban néhány jellemző termokémiai reakciókat. Válassza ki melyeket megfelel egy eltolási reakció egyensúlynak a termék irányába magasabb hőmérsékleten: 1) ΔHº <0 ; 2) ΔGº> 0; 3) ΔUº> 0; 4) DP <0; 5) ΔGº <0; 6) ΔSº> 0; 7) ΔHº> 0.
A problémák megoldására az ilyen típusú kell, hogy vezérelje az elvet Chatelier: Amikor egy termodinamikai rendszer állapotában kémiai egyensúly külső befolyás, a rendszer rekonstruáljuk oly módon, hogy a hatás a külső befolyás csökkent.
Külső lépéseket ebben az ügyben az, hogy növelje a rendszer hőmérséklete és a rendszer szerint Chatelier elv tolódik egyensúlyi javára vezető folyamat csökken a hőmérséklet.
Hőmérsékletének csökkentése a rendszer el van látva a haladás, a reakció hő elnyelését, azaz endoterm.
Endoterm reakciók jellemzik a pozitív értékek a termikus hatás, ezért a legjobb válasz 7) ΔHº> 0.
Természetesen az entalpia megjelenik a kifejezés a szabadentalpia:
ΔGº = ΔNº - TΔSº,
de ez is tartalmaz egy mínusz hőmérsékleten, így a hőmérséklet hatását az értéket ΔGº kétértelmű. Még további funkciók és paraméterek egy adott állapot közvetlenül egyensúlyi rendszer hőmérséklet-változás nem kapcsolódik.
Standard körülmények között a reakció jellemzi néhány entalpiája ΔHº = +596 kJ / mól, és entrópia ΔSº = 1 kJ / mól · K. Mi a ΔGº erre reakció?
A definíció szerint a Gibbs szabadenergia ΔGº = ΔNº - TΔSº. A szabványos Gibbs-féle szabad energia értéke magában foglalja csökkentése ezt az értéket, hogy standard körülmények között, azaz többek között -, hogy a hőmérséklet a 298 K.
Behelyettesítve a megadott értékek állapotának termodinamikai függvények a képlet:
ΔGº = 596-298 · 1 = 298 kJ / mól.
A pozitív jel a Gibbs-féle szabad energia jelzi, hogy lehetetlen a spontán előfordulása ebben a reakcióban.
Számítsuk ki a standard entalpiája vízátvezetéshez (kJ / mol) a gőz állapotban, hogy egy folyadékot (kondenzáció), szem előtt tartva, hogy a párologtató (szublimációs) szilárd víz (jég) kíséri abszorpciós hő a 50 kJ / mól, és a jég olvadása, illetve 6 kJ / mól.
Az átalakulási folyamat van írva, oly módon, hogy megoldja a problémát azonnal alkalmazni a második törvénye termokémia:
Standard képződési entalpia, áramló állandó nyomáson vagy állandó térfogaton, független a számot, természetétől és szekvenciájától annak közbenső szakaszok, hanem határozza csak a kezdeti és a végső állapotban a rendszer.
Során szublimációs víz szilárd kezdeti állapota a rendszer egy kemény víz.
A végső állapot - a vízgőz:
Kezdeti → végső állapot
folyékony víz jég kialakulását lehet tekinteni, mint egy közbenső szakasz az úton a kemény víz gőz:
Kezdeti köztes szakaszban → → végső állapotát
Miután a második törvénye termokémia, ebben az esetben azt lehet mondani, hogy az entalpia a szublimáció szilárd víz egyenlő lesz az összege entalpiákat az olvadó jég és folyadék párolog a víz:
Ezért a entalpiája elpárolgását a folyékony víz:
Kondenzációja vízgőz a technológiai folyadék ellentétes a párolgás, így szerint az első törvényét termokémia:
Negatív entalpiája azt jelzi, hogy a víz kondenzációs exoterm.