Курсовая работа: Химическая термодинамика

Решение:

Сокращенное ионное уравнение реакции имеет вид:

3Cu_(ТВ) +8H⁺ _{( aq )} +2NO₃ ^ˉ _{( aq )} =3Сu²⁺ _{( aq )} +2NO_(г) +4Н₂ О_(ж) ,

по закону Гесса, энтальпия реакции равна:

D_r Н⁰ =4D_f Н⁰ (Н₂ О_(ж) )+2D_f Н⁰ (NO_(г) )+3D_f Н⁰ (Сu²⁺ _{( aq )} )-2D_f Н⁰ (NO₃ ^ˉ _{( aq )} )

(энтальпии образования меди и иона Н⁺ равны, по определению, нулю).

Подставляя значения энтальпии образования из справочника находим:

D_r Н⁰ =(4(-285,8)+2·90,25+3·64,77–2(-205,0))кДж=-358,4кДж,

(в расчете на три моля меди).

Ответ: -358,4 кДж

Пример 2-4

Рассчитайте энтальпию сгорания метана при 1000 К, если даны энтальпии образования при 298 К:

D_f H°(СН₄ ) = -17,9 ккал/моль,

D_f H°(СО₂ ) = -94,1 ккал/моль,

D_f H°(Н₂ О) = -57,8 ккал/моль.

Теплоемкости газов (в кал*моль^-1 *К^-1 ) в интервале от 298 до 1000 К равны:

С_р (СН₄ )= 3,422 + 0,0178*Т, С_р (О₂ ) = 6,095 + 0,0033*Т,

С_р (СО₂ ) = 6,369 +0,0102*Т, С_р (Н₂ О_(г) ) =7,188 +0,0024*Т

Решение:

Энтальпия реакции сгорания метана СН_4(г) + 2О_2(г) = СО_2(г) + Н₂ О_(г) при 298 К равна:

D_r H°₂₉₈ = -94,1 + 2(-57,8) – (-17,9) = -191,8 ккал/моль.

Найдем разность теплоемкостей как функцию температуры:

DС_р = С_р (СО₂ ) + 2 С_р (Н₂ О_(г) ) - С_р (СН₄ ) - 2С_р (О₂ ),

DС_р = 5,16 – 0,0094Т (кал*моль^-1 *К^-1 ).

Энтальпию реакции при 1000 К рассчитаем по уравнению Кирхгофа:

D_r H°₁₀₀₀ = D_r H°₂₉₈ + ,

D_r H°₁₀₀₀ =(-191800+5,16(1000–298)–0,0094(1000² –

- 298² )/2) кал*моль^-1 = -192500 кал*моль^-1 .

Ответ: -192500 кал*моль^-1 .