Протекают с выделением тепла Протекают с поглощением тепла

(теплосодержание системы (теплосодержание системы

уменьшается) возрастает)

+ Qp = + DH

- Qp = - DH

Þ Þ

 

Закон Гесса»: тепловой эффект химической реакции не зависит от пути протекания реакции, а зависит от начального и конечного состояния системы.

С + О₂ ^DH1 СО₂ DН₁ = DН₂ + DН₃

гр. г. г. DН₂ = DН₁ - DН₃

+ _DН3

½ Изменение энергии (DН) часто изображают треу -

O₂ О₂ гольником, стороны которого – разные пути проте -

_DН2 ½ кания реакции(DН₂ нельзя непосредственно изме -

СО_(г) + рить в лаборатории)

Первое следствие из закона Гесса:

DНх.р. = S n DН °обр. - S n DН °обр. прод.р. исх. в-в

«Тепловой эффект химической реакции (DН_х.р.) равен сумме стандартных теплот образования (DН °_обр.) конечных продуктов реакции за вычетом суммы стандартных теплот образования исходных веществ с учётом стехиометрических коэффициентов (n, m).

 

 

 

n – стехиометрический коэффициент

DН °_обр. – стандартная теплота образования –

- тепло, которое выделяется или поглощается при образовании 1 моль сложного вещества из простых молекул или атомов.

DН °_обр. (кДж/моль)– справочная величина.

 

 

Система –материальный объект, состоящий из большого числа частиц, обособленный от окружающей среды физическими и воображаемыми границами.

 

Системы

Изолированная Открытая

(модельная, теоретическая) – нет (реальная) – есть теплообмен с

теплообмена с окружающей средой окружающей средой энергией и

веществом

 

изоляция

 

Энтропия - D S = ^DQ Чем тело больше нагрето, тем вероятнее,

^T что оно будет охлаждаться сильнее.

Изменение энтропии в изолиро – Изменение свободной энергии

ванной системе. (энергии Гиббса), изобарно-

DS_A = - ^ΔQA изотермический потенциал для

ΔT_A реальных систем

DG_х.р. – критерий самопроизвольного

тепло, которое протекания химической реакции.

DGх.р. = DНх.р. – Т *DS <0 >0

Тело А отдаёт те-

лу В.

DS_в = + ^{Δ QВ} - тепло, которое тело

T_В В получает. DGх.р. – свободная энергия.

-ΔQ_A = ΔQ_B так как теплообмен воз- DНх.р. – полная энергия (энтальпий-

можен только между телами. ный фактор)

DS _{системы} = DS_А + DS_В = - ^ΔQA + ^ΔQB Т *DS – связанная энергия (энтропий-

T_A T_B ный фактор)

DS _{системы} = ΔQ_B (¹ – ¹ ) 1. Химическая реакция возможна,если

^{TB TA} DGх.р. < 0.

>0 >0 2. Химическая реакция невозможна,

DS > 0

если DGх.р. > 0.

3. В системе наступило равновесие,

«Второй закон термодинамики » если DGх.р. = 0.

В изолированных системах самопроиз

вольно иду только такие процессы, в

которых энтропия возрастает.

DS > 0

Энтропия - DS – мера беспорядка в си-

стеме (справочная величина)

DS_обр. – Дж/моль *К

Открытая система

Рассчёт DGх.р.

Произвольные Стандартные

условияусловия

 

 

Пользуясь первым следствием из закона

Гесса рассчитывают DНх.р., DSх.р., DGх.р.

DSх.р. = S n DS°обр. - S m DS°обр.

прод.р. исх. в-в

В справочнике: DН°_обр., DS°_обр., DG°_обр.

РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ:

«ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ»

 

Задача №1

Определите теплоту образования хлорида аммония, если для реакции: NH_3(Г) + HCl _(Г) = NH₄Cl, DНх.р. = - 176 кДж

и известны теплоты образования: DН°обр. (NH₃) = - 46,19 кДж/моль

DН°обр. _(HCl) = -92,30 кДж/моль

Решение

Запишем термохимическое уравнение реакции:

NH_3(Г) + HCl _(Г) = NH₄Cl, DНх.р. = - 176 кДж

DН°обр. - 46,19 - 92,30?

кДж/моль

Согласно следствию из закона Гесса:

DНх.р. = DН°обр.(NH₄Cl) – [DН°обр.(NH₃) + DН°обр.(HCl)]

Подставляем данные в следствие из закона Гесса.

-176,9 = DН°обр.(NH₄Cl) – [(- 46,19) + (-92,30)];

-176,9 = DН°обр.(NH₄Cl) + 138,49;

Отсюда DН°обр.(NH₄Cl) = -176,9 - 138,49 = - 315,36 кДж/моль

Ответ: DН°обр.(NH₄Cl) = - 315,36 кДж/моль.

Задача №2

Определите тепловой эффект реакции, используя стандартные значения теплот образования веществ: SO₃ + 2 KOH = K₂SO₄ + H₂O_(ж)

DH_обр. SO₃ = - 395,2 кДж/моль;

KOH = -425,93 кДж/моль;

H₂SO₄ = - 1433,44 кДж/моль;

Н₂О = -285,84 кДж/моль.

 

Решение

Запишем термохимическое уравнение реакции:

SO₃ + 2 KOH = K₂SO₄ + H₂O_(ж)

DН°обр. - 395,2 - 425,93 -1433,44 -285,84

кДж/моль

Согласно следствию из закона Гесса:

DНх.р. = [(DН°обр.K₂SO₄ + DН°обр.H₂O)] – [DН°обр.SO₃ + 2 *DН°обр.KOH]

Подставляем данные в следствие из закона Гесса:

DНх.р. = [(-1433,44) + (-285,84)] – [(-395,2) + 2 *(-425,93)] = -472,22 кДж.

/р. экзотермическая/

Ответ: DН°х.р. = -472,22 кДж.=> р. экзотермическая.