Курсовая работа: Химическая термодинамика

11) Одинаковый ли тепловой эффект будет при: а)нейтрализации серной кислоты едким натром, б) нейтрализации серной кислоты раствором аммиака? Дайте объяснение.

12) Будет ли наблюдаться выделение или поглощение теплоты при сливании разбавленных растворов: а) хлорида калия и бромида натрия, б) хлорида калия и нитрата серебра, в) сульфата натрия и нитрата свинца, г) хлорида кальция и нитрата натрия?

13) Как зависит тепловой эффект химической реакции от температуры? Напишите математическое выражение закона Кирхгофа. В каких случаях тепловой эффект химической реакции не зависит от температуры? Почему?

2.2 Примеры

Пример 2-1

Количество теплоты, выделенной при горении в стандартных условиях 2 г водорода в кислороде с образованием жидкой воды, равно 286 кДж. Чему равен тепловой эффект реакции при постоянном объеме?

Решение:

Находим количество водорода: n = m/М, n = 2/2 моль = 1 моль

Записываем уравнение реакции:

Н_2(г) + 0,5О_2(г) = Н₂ О_(ж) , DН= -286 кДж, Т = 298 К

Тепловой эффект при постоянном объеме характеризуется изменением внутренней энергии (Q_v = DU). DU в данной реакции можно рассчитать следующим образом:

DU = DН – рDV = DН - DnRT,

DU = -286*10³ -(-3)*8,314*298 Дж = 278567 Дж

Ответ: 278,567*10³ кДж

Пример 2-2

Рассчитайте энтальпию образования сульфата цинка из простых веществ при Т = 298 К на основании следующих данных:

ZnS = Zn + S, DН₁ ⁰ = 200,5 кДж моль^-1 ,

2ZnS + 3О₂ = 2ZnO + 2SO₂ , DН₂ ⁰ = -893,5 кДж моль^-1 ,

2SO₂ + О₂ = 2SO₃ , DН₃ ⁰ = -198,2 кДж моль^-1 ,

ZnSO₄ = ZnO + SO₃ , DН₄ ⁰ = 235,0 кДж моль^-1 .

Решение:

Закон Гесса позволяет обращаться с термохимическими уравнениями как с алгебраическими

Множитель

ZnS = Zn + S, DН₁ ⁰ =200,5 кДж моль^-1 -1

2ZnS+3О₂ =2ZnO+2SO₂ , DН₂ ⁰ =-893,5кДж моль^-1 0,5

2SO₂ + О₂ = 2SO₃ , DН₃ ⁰ =-198,2кДж моль^-1 0,5

ZnSO₄ = ZnO + SO₃ , DН₄ ⁰ =235,0кДжмоль^-1 –1

Zn + S + ZnS + 1,5О₂ + SO₂ + 0,5О₂ + ZnO + SO₃ = ZnS + ZnO + + SO₂ + SO₃ + ZnSO₄ ÞZn + S + 2О₂ = ZnSO₄

DН_f ⁰ (ZnSO₄ ) = -1DН₁ ⁰ + 0,5DН₂ ⁰ + 0,5DН₃ ⁰ - 1DН₄ ⁰ ,

DН_f ⁰ (ZnSO₄ )=-200,5+0,5(-893,5)+0,5(-198,2)–235,0 =

= 981,35кДж моль^-1

Ответ: 981,35 кДж моль^-1

Пример 2-3

Пользуясь справочными данными, рассчитайте энтальпию реакции: