1. Определите количество теплового эффекта в реакции: 2 S + 3 O2 = 2 SO3, если известны тепловые
2. Исходя из двух термохимических уравнений, определите, что более стабильно — алмаз или графит? C (графит) + O2 = CO2 + 393,8 кДж C (алмаз) + O2 = CO2 + 395,7 кДж
3. У вас есть три уравнения химических реакций: а) Ca (тв) + 2 H2O (ж) = Ca(OH)2 (водн) + H2 (г) + 456,4 кДж б) CaO (тв) + H2O (ж) = Ca(OH)2 (водн) + 81,6 кДж в) H2 (г) + 1/2 O2 (г) = H2O (ж) + 286 кДж Определите тепловой эффект реакции: Ca (тв) + 1/2 O2 (г) = CaO (тв) + Q кДж.
Тепловой эффект реакции — это количество тепла, которое выделяется или поглощается в процессе химической реакции. Для определения теплового эффекта мы можем использовать закон Гесса, который гласит, что тепловой эффект для общей реакции равен сумме тепловых эффектов для всех последовательных реакций, включающих начальные и конечные вещества.
1. Определение теплового эффекта реакции:
Дано:
а) S + O2 = SO2 + 297 кДж/моль
б) SO2 + 0,5 O2 = SO3 + 396 кДж/моль
Для расчета теплового эффекта полного уравнения S + 1.5 O2 = SO3, мы суммируем тепловые эффекты реакций а) и б):
2(S + O2 = SO2) + (SO2 + 0.5 O2 = SO3) = 2S + 2O2 + 2SO2 + 0.5O2 = 2S + 3O2 = 2SO3
Тепловой эффект для полной реакции 2S + 3O2 = 2SO3 составляет 297 кДж/моль + 396 кДж/моль = 693 кДж/моль.
2. Определение стабильности алмаза и графита:
Дано:
C (графит) + O2 = CO2 + 393,8 кДж
C (алмаз) + O2 = CO2 + 395,7 кДж
Тепловой эффект для образования CO2 из алмаза составляет 395,7 кДж/моль, а для образования CO2 из графита — 393,8 кДж/моль. Более высокий тепловой эффект для алмаза указывает на то, что процесс образования CO2 из алмаза является более энергетически выгодным. Следовательно, алмаз является более стабильным веществом по сравнению с графитом.
3. Определение теплового эффекта реакции:
Дано:
а) Ca (тв) + 2 H2O (ж) = Ca(OH)2 (водн) + H2 (г) + 456,4 кДж
б) CaO (тв) + H2O (ж) = Ca(OH)2 (водн) + 81,6 кДж
в) H2 (г) + 1/2 O2 (г) = H2O (ж) + 286 кДж
Тепловой эффект для реакции в) равен -286 кДж/моль, поскольку это экзотермическая реакция (выделяемое тепло). Чтобы определить тепловой эффект полной реакции Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2, мы суммируем тепловые эффекты реакций а), б) и в):
Ca + 2H2O + CaO + H2O + H2 + 0.5 O2 = Ca(OH)2 + H2 + Ca(OH)2 + 2.5O2 = Ca + 3H2O + 3O2 = 2Ca(OH)2 + H2
Тепловой эффект для полной реакции Ca + 3H2O + 3O2 = 2Ca(OH)2 + H2 составляет 456,4 кДж/моль + 81,6 кДж/моль — 286 кДж/моль = 252 кДж/моль.
Упражнение:
Определите тепловой эффект реакции: 3H2 (г) + N2 (г) = 2NH3 (г), если известны тепловые эффекты следующих реакций:
а) H2 + 0.5O2 = H2O + 285,8 кДж/моль
б) N2 + 3H2 = 2NH3 + 92,4 кДж/моль