Shkruani ekuacionin termokimik për reaksionin midis CO (g) dhe hidrogjenit, që rezulton në formimin e CH4 (g) dhe H2O (g). Sa nxehtësi do të lirohet gjatë këtij reaksioni nëse do të përftoheshin 67.2 litra metan në kushte normale

Përgjigje: 618.48 kJ

Le të shkruajmë ekuacionin e reaksionit:

CO (g) + 3H 2 (g) > CH 4 (g) + H 2 O (g)

Le të llogarisim ndryshimin në entalpinë e këtij reaksioni:

Kështu, ekuacioni bëhet:

CO(g) + 3H2(g) > CH4(g) + H2O(g) + 206,16 kJ

Ky ekuacion vlen për formimin e 1 mol ose 22,4 litra (n.s.) metan. Kur formohen 67.2 litra ose 3 mol metan, ekuacioni merr formën:

• 3CO (g) + 9H 2 (g) > 3CH 4 (g) + 3H 2 O (g) + 618,48 kJ
• 3. Entropia zvogëlohet ose rritet gjatë kalimeve: a) uji në avull; b) grafiti në diamant? Pse? Llogaritni ?S°298 për çdo transformim. Nxirrni një përfundim për ndryshimin sasior të entropisë gjatë transformimeve fazore dhe alotropike

Përgjigje: a) 118,78 J/(mol K); b) - 3,25 J/(mol K)

a) Kur uji shndërrohet në avull, entropia e sistemit rritet.

Në 1911, Max Planck propozoi postulatin e mëposhtëm: entropia e një kristali të formuar siç duhet të një substance të pastër në zero absolute është zero. Ky postulat mund të shpjegohet me termodinamikën statistikore, sipas së cilës entropia është një masë e çrregullimit të një sistemi në nivel mikro:

ku W është numri i gjendjeve të ndryshme të sistemit të disponueshëm për të në kushte të caktuara, ose probabiliteti termodinamik i makrostatës së sistemit; R = 1.38.10-16 erg/deg - konstante Boltzmann.

Është e qartë se entropia e gazit e tejkalon ndjeshëm entropinë e lëngut. Kjo konfirmohet nga llogaritjet:

H2O(l)< H2O(г)

• ?S°prot. = 188,72 - 69,94 = 118,78 J/mol*K
• b) Kur grafiti shndërrohet në diamant, entropia e sistemit zvogëlohet, sepse zvogëlohet numri i gjendjeve të ndryshme të sistemit. Kjo konfirmohet nga llogaritjet:

Cgraf. > Salm.

S°prot. = 2,44 - 5,69 = -3,25 J/mol*K

Konkluzioni për ndryshimin sasior të entropisë gjatë transformimeve fazore dhe alotropike, pasi entropia karakterizon çrregullimin e sistemit, pastaj gjatë transformimeve alotropike, nëse sistemi bëhet më i rregulluar (në këtë rast, diamanti është më i fortë dhe më i fortë se grafiti), atëherë entropia i sistemit zvogëlohet. Gjatë transformimeve fazore: kur një substancë kalon nga një fazë e ngurtë dhe e lëngshme në një fazë të gaztë, sistemi bëhet më pak i renditur dhe entropia rritet dhe anasjelltas.

Video tutorial 2: Llogaritjet duke përdorur ekuacionet termokimike

Ligjërata: Efekti termik i një reaksioni kimik. Ekuacionet termokimike

Efekti termik i një reaksioni kimik

Termokimiaështë një degë e kimisë që studion termike, d.m.th. efektet termike të reaksioneve.

Siç e dini, çdo element kimik ka n-sasi energjie. Këtë e përballojmë çdo ditë, sepse... Çdo vakt trupi ynë ruan energji nga komponimet kimike. Pa këtë, ne nuk do të kemi forcë për të lëvizur apo punuar. Kjo energji ruan një t konstante prej 36.6 në trupin tonë.

Në kohën e reaksioneve, energjia e elementeve shpenzohet ose në shkatërrim ose në formimin e lidhjeve kimike midis atomeve. Energjia duhet të shpenzohet për të thyer një lidhje dhe të lirohet për ta formuar atë. Dhe kur energjia e çliruar është më e madhe se energjia e shpenzuar, energjia e tepërt që rezulton kthehet në nxehtësi. Kështu:

Lëshimi dhe thithja e nxehtësisë gjatë reaksioneve kimike quhet efekti termik i reaksionit, dhe përcaktohet me shkronjat Q.

Reaksionet ekzotermike- në procesin e reaksioneve të tilla, nxehtësia lirohet dhe ajo transferohet në mjedis.

Ky lloj reaksioni ka një efekt termik pozitiv +Q. Si shembull, merrni reagimin e djegies së metanit:

Reaksionet endotermike- në procesin e reaksioneve të tilla, nxehtësia absorbohet.

Ky lloj reaksioni ka një efekt termik negativ -Q. Për shembull, merrni parasysh reagimin e qymyrit dhe ujit në t lartë:

Ekuacionet termokimike

Efekti termik i një reaksioni përcaktohet duke përdorur ekuacionin termokimik. Si është ndryshe? Në këtë ekuacion, pranë simbolit të një elementi, tregohet gjendja e tij e grumbullimit (të ngurtë, të lëngët, të gaztë). Kjo duhet bërë sepse Efekti termik i reaksioneve kimike ndikohet nga masa e substancës në gjendje agregate. Në fund të ekuacionit, pas shenjës =, tregohet vlera numerike e efekteve termike në J ose kJ.

Si shembull, është paraqitur një ekuacion reaksioni që tregon djegien e hidrogjenit në oksigjen: H 2 (g) + ½O 2 (g) → H 2 O (l) + 286 kJ.

Ekuacioni tregon se 286 kJ nxehtësi lirohet për 1 mol oksigjen dhe 1 mol ujë të formuar. Reagimi është ekzotermik. Ky reagim ka një efekt të rëndësishëm termik.

Kur formohet ndonjë përbërës, do të çlirohet ose absorbohet e njëjta sasi energjie siç përthithet ose çlirohet gjatë dekompozimit të tij në substanca primare.

Pothuajse të gjitha llogaritjet termokimike bazohen në ligjin e termokimisë - ligjin e Hess. Ligji u nxor në 1840 nga shkencëtari i famshëm rus G. I. Hess.

Ligji themelor i termokimisë: Efekti termik i një reaksioni varet nga natyra dhe gjendja fizike e substancave fillestare dhe përfundimtare, por nuk varet nga rruga e reaksionit.

Duke zbatuar këtë ligj, do të jetë e mundur të llogaritet efekti termik i një faze të ndërmjetme të një reaksioni nëse dihet efekti i përgjithshëm termik i reaksionit dhe efektet termike të fazave të tjera të ndërmjetme.

Njohja e efektit termik të një reaksioni ka një rëndësi të madhe praktike. Për shembull, nutricionistët i përdorin ato kur përgatisin një dietë të duhur; në industrinë kimike, kjo njohuri është e nevojshme gjatë ngrohjes së reaktorëve dhe, së fundi, pa llogaritur efektin termik është e pamundur të lëshohet një raketë në orbitë.

Koncepti i ekuacioneve të reaksioneve termokimike

Ekuacionet e reaksioneve kimike në të cilat tregohet efekti termik quhen ekuacione termokimike. Efekti termik jepet si vlerë e ndryshimit të entalpisë së reaksionit AN. Në ekuacionet termokimike, ndryshe nga ekuacionet e zakonshme kimike, duhet të tregohen gjendjet agregate të substancave (të lëngshme "të lëngshme", të ngurta "të ngurta" ose të gazta "g"). Kjo për faktin se e njëjta substancë në gjendje të ndryshme grumbullimi ka entalpi të ndryshme. Prandaj, një reaksion kimik që përfshin të njëjtat substanca, por në një gjendje të ndryshme grumbullimi, karakterizohet nga një efekt termik i ndryshëm.

Efekti termik i një reaksioni në ekuacionet termokimike shënohet në dy mënyra:

1) tregoni vetëm shenjën AN - nëse thjesht duhet të vini re nëse reagimi është ekzo- ose endotermik:

Ndryshimi i entalpisë i dhënë në ekuacionin termokimik është e njëjta pjesë e ekuacionit kimik si formulat e substancave, dhe për këtë arsye i bindet të njëjtave marrëdhënie. Për shembull, për ekuacionin e djegies së etanit:

Për sasi të tjera të reaktantëve ose produkteve, sasia e nxehtësisë do të ndryshojë proporcionalisht.

Shpesh, për të lehtësuar përdorimin e ekuacioneve termokimike, koeficientët në to zvogëlohen në mënyrë që formulat e substancave të përdorura për llogaritje të paraprihen nga një koeficient 1. Sigurisht, në këtë rast, koeficientët e tjerë mund të rezultojnë të pjesshëm. dhe është e nevojshme të zvogëlohet proporcionalisht vlera e ndryshimit të entalpisë. Kështu, për reaksionin e natriumit me ujin e dhënë më sipër, mund të shkruajmë ekuacionin termokimik:

Hartimi i ekuacioneve të reaksionit termokimik Shembulli 1. Kur azoti reagon me 1 mol të një lënde me oksigjen për të formuar oksid azoti (N), absorbohet 181,8 kJ energji. Shkruani një ekuacion termokimik për reaksionin.

Zgjidhje. Meqenëse energjia absorbohet, AH është një numër pozitiv. Ekuacioni termokimik do të duket kështu:

Shembulli 2. Për reaksionin e sintezës së jodurgjenit nga substanca të thjeshta të gazta AN = +52 kJ/mol. Shkruani një ekuacion termokimik për zbërthimin e jodurit të hidrogjenit në substanca të thjeshta.

Zgjidhje. Reaksionet e sintezës së hidrogjenit dhe zbërthimit të tij janë reaksione të kundërta. Duke analizuar figurën 18.4, mund të konkludojmë se në këtë rast substancat dhe për rrjedhojë edhe entalpitë e tyre janë të njëjta. Dallimi i vetëm është se cila substancë është produkt i reaksionit dhe cili është reaktanti. Bazuar në këtë, arrijmë në përfundimin se në proceset e kundërta AN-të janë identike në vlerë, por të ndryshme në shenjë. Pra, për reaksionin e sintezës së jodidit të hidrogjenit:

Duke qenë se në praktikë matet masa ose vëllimi i substancave, lind nevoja për të hartuar ekuacione termokimike duke përdorur pikërisht këto të dhëna. Shembull. Kur u formua uji i lëngshëm me peshë 18 g, 241.8 kJ nxehtësi u lirua nga substanca të thjeshta. Shkruani një ekuacion termokimik për këtë reaksion. Zgjidhje. Uji me peshë 18 g korrespondon me sasinë e substancës n(H 2 O) = m / M = 18 g / 18 g / mol = 1 mol. Dhe në ekuacionin për reaksionin e formimit të ujit nga substanca të thjeshta, formula e ujit paraprihet nga një koeficient 2. Kjo do të thotë se në ekuacionin termokimik është e nevojshme të vërehet ndryshimi i entalpisë kur uji formohet me një sasia e substancës prej 2 mol, pra 241.8. 2 = 483.6:

Etiketat e ushqimeve duhet të përfshijnë të dhëna për vlerën e tyre energjetike, e cila shpesh quhet përmbajtje kalori. Për shumicën e njerëzve, informacioni rreth përmbajtjes kalorike të ushqimeve i bën të mendojnë: "Sa peshë do të shtoj nëse ha këtë?" Në fakt, numrat e treguar në etiketë janë efekti termik i reagimit të djegies së plotë të 100 g të këtij produkti ndaj dioksidit të karbonit dhe ujit. Ky efekt termik shpesh jepet në njësitë e vjetruara të matjes së nxehtësisë - kalori ose kilokalori (1 kalori = 4,18 J, 1 kcal = 4,18 kJ), prej nga vjen termi "kalori".

Ideja kryesore

Ndryshimi i entalpisë është një karakteristikë sasiore e nxehtësisë së çliruar ose të absorbuar gjatë një reaksioni kimik.

Detyrat për përvetësimin e materialit

210. Cilat ekuacione reaksionesh quhen termokimike?

211. Përcaktoni cili nga ekuacionet e dhëna termokimike u përgjigjen proceseve ekzotermike? proceset endotermike?

212. Duke përdorur ekuacionin termokimik për sintezën e amoniakut, njehsoni se sa nxehtësi do të lirohet: a) kur azoti harxhohet në një sasi prej 1 mol të lëndës; b) formimi i amoniakut me një sasi lënde 2 mol. 1\1 2 (g) + 3H2 (g) = 2NH3 (n); DN = -92 kJ/mol.

213. Ndryshimi në entalpinë e reaksionit të djegies së qymyrit është 393,5 kJ/mol. Shkruani një ekuacion termokimik për këtë reaksion.

214. Kur metani u dogj, 1 mol e substancës lëshoi ​​890 kJ energji. Shkruani një ekuacion termokimik për këtë reaksion.

215. Oksidi i ferumit (11) reduktohet nga oksidi i karbonit (11) në hekur. Ky reaksion shoqërohet me çlirimin e 1318 kJ nxehtësie kur prodhohet 1 mol hekur. Shkruani një ekuacion termokimik për këtë reaksion.

216. Kur hidrogjeni ndërvepron me jodin, krijohet jodidi i hidrogjenit me një sasi lënde prej 2 mol. Në këtë rast, 101.6 kJ energji u absorbua. Shkruani një ekuacion termokimik për këtë reaksion.

217. Duke përdorur ekuacionet termokimike në detyrën 211, krijoni ekuacione termokimike për reaksionet: a) formimin e oksidit të merkurit(II) nga substanca të thjeshta; b) zbërthimi i klorurit të hidrogjenit; c) formimi i glukozës gjatë fotosintezës.

218. Gjatë djegies së oksidit të karbonit (I), 2 mol të një lënde lëshojnë 566 kJ energji. Shkruani një ekuacion termokimik për reaksionin.

219. Zbërthimi i karbonatit të bariumit me peshë 197 g kërkon 272 kJ nxehtësi. Shkruani një ekuacion termokimik për këtë reaksion.

220. Kur hekuri me peshë 56 g ndërvepron me squfurin, lirohet 95 kJ nxehtësi. Shkruani një ekuacion termokimik për këtë reaksion.

221. Krahasoni ekuacionet termokimike të dhëna dhe shpjegoni ndryshimet në ndryshimin e entalpisë:

222*. Ndryshimi në entalpinë e reaksionit të neutralizimit të acidit klorur me hidroksid natriumi është -56,1 kJ/mol, dhe me hidroksid kaliumi - -56,3 kJ/mol. Kur acidi nitrat reagon me hidroksidin e litiumit, ndryshimi i entalpisë është -55,8 kJ/mol. Pse mendoni se efektet termike të këtyre reaksioneve janë pothuajse të njëjta?

Ky është materiali i tekstit shkollor

Nga materialet e mësimit do të mësoni se cili ekuacion i reaksionit kimik quhet termokimik. Mësimi i kushtohet studimit të algoritmit të llogaritjes për ekuacionin e reaksionit termokimik.

Tema: Substancat dhe shndërrimet e tyre

Mësimi: Llogaritjet duke përdorur ekuacionet termokimike

Pothuajse të gjitha reagimet ndodhin me çlirimin ose thithjen e nxehtësisë. Sasia e nxehtësisë që lirohet ose absorbohet gjatë një reaksioni quhet efekti termik i një reaksioni kimik.

Nëse efekti termik shkruhet në ekuacionin e një reaksioni kimik, atëherë një ekuacion i tillë quhet termokimike.

Në ekuacionet termokimike, ndryshe nga ato kimike të zakonshme, duhet të tregohet gjendja agregate e substancës (e ngurtë, e lëngët, e gaztë).

Për shembull, ekuacioni termokimik për reagimin midis oksidit të kalciumit dhe ujit duket si ky:

CaO (s) + H 2 O (l) = Ca (OH) 2 (s) + 64 kJ

Sasia e nxehtësisë Q e çliruar ose e absorbuar gjatë një reaksioni kimik është në përpjesëtim me sasinë e substancës së reaktantit ose produktit. Prandaj, duke përdorur ekuacionet termokimike, mund të bëhen llogaritje të ndryshme.

Le të shohim shembuj të zgjidhjes së problemeve.

Detyra 1:Përcaktoni sasinë e nxehtësisë së shpenzuar për dekompozimin e 3.6 g ujë në përputhje me TCA të reaksionit të dekompozimit të ujit:

Ju mund ta zgjidhni këtë problem duke përdorur proporcionin:

gjatë zbërthimit të 36 g ujë janë përthithur 484 kJ

gjatë zbërthimit u thithën 3,6 g ujë x kJ

Në këtë mënyrë, mund të ndërtohet një ekuacion për reaksionin. Zgjidhja e plotë e problemit është paraqitur në figurën 1.

Oriz. 1. Formulimi i zgjidhjes së problemit 1

Problemi mund të formulohet në atë mënyrë që do t'ju duhet të krijoni një ekuacion termokimik për reaksionin. Le të shohim një shembull të një detyre të tillë.

Problemi 2: Kur 7 g hekur ndërvepron me squfurin, lirohet 12,15 kJ nxehtësi. Bazuar në këto të dhëna, krijoni një ekuacion termokimik për reaksionin.

Unë tërheq vëmendjen tuaj për faktin se përgjigja për këtë problem është ekuacioni termokimik i vetë reaksionit.

Oriz. 2. Formalizimi i zgjidhjes së problemit 2

1. Përmbledhje problemash dhe ushtrimesh në kimi: klasa e 8-të: për tekstet shkollore. P.A. Orzhekovsky dhe të tjerët "Kimi. Klasa e 8-të” / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegeli. - M.: AST: Astrel, 2006. (f.80-84)

2. Kimia: inorganike. kimia: tekst shkollor. për klasën e 8-të arsimi i përgjithshëm themelimi /G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: Arsimi, OJSC "Tekstet e Moskës", 2009. (§23)

3. Enciklopedi për fëmijë. Vëllimi 17. Kimia / Kapitulli. ed.V.A. Volodin, Ved. shkencore ed. I. Leenson. - M.: Avanta+, 2003.

Burime shtesë të internetit

1. Zgjidhja e problemave: llogaritjet duke përdorur ekuacionet termokimike ().

2. Ekuacionet termokimike ().

Detyrë shtëpie

1) fq. 69 problema nr.1,2 nga teksti mësimor “Kimia: inorganike. kimia: tekst shkollor. për klasën e 8-të arsimi i përgjithshëm institucioni." /G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: Arsimi, OJSC "Tekstet e Moskës", 2009.

2) fq 80-84 nr 241, 245 nga Përmbledhja e problemave dhe ushtrimeve në kimi: klasa e 8-të: për tekstet shkollore. P.A. Orzhekovsky dhe të tjerët "Kimi. Klasa e 8-të” / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegeli. - M.: AST: Astrel, 2006.

Detyra 1.Ekuacioni i reaksionit termokimik

Alkooli etilik i gaztë mund të merret nga bashkëveprimi i etilenit dhe avullit të ujit. Shkruani ekuacionin termokimik për këtë reaksion, duke llogaritur efektin termik të tij. Sa nxehtësi do të lirohet nëse 10 litra etilen reagojnë në kushte ambienti?

Zgjidhja: Le të krijojmë një ekuacion termokimik për reaksionin:

C 2 H 4 (r) + H 2 O (r) = C 2 H 5 OH (r) DHhr = ?

Sipas përfundimit të ligjit të Hesit:

DHhr = DH C2H5OH(r) - DH C 2 H 4 (r) - DH H 2 O (r)

Ne zëvendësojmë vlerat e DN nga tabela:

DНхр = -235,31 – 52,28 – (-241,84) = -45,76 kJ

Një mol etilen (nr.) zë një vëllim prej 22,4 litrash. Bazuar në përfundimin e ligjit të Avogardo, ne mund të krijojmë proporcionin:

22,4 l C 2 H 4 ¾ 45,76 kJ

10 l C 2 H 4 ¾DНхр DНхр =20,43 kJ

Nëse reagojnë 10 litra C 2 H 4, atëherë lirohet 20,43 kJ nxehtësi.

Përgjigje: 20.43 kJ nxehtësi.

Problemi 2. Përcaktimi i entalpisë së reaksionit
Përcaktoni ndryshimin në entalpinë e një reaksioni kimik dhe efektin termik të tij.
2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O
Zgjidhja:
Duke përdorur librin e referencës, ne përcaktojmë entalpitë e formimit të përbërësve.
ΔH 0 (NaOH) = -426 kJ/mol.
ΔH 0 (H 2 SO 4) = -813 kJ/mol.
ΔH 0 (H 2 O) = -285 kJ/mol.
ΔH 0 (Na 2 SO 4) = -1387 kJ/mol.
Bazuar në përfundimin e ligjit të Hess-it, ne përcaktojmë ndryshimin në entalpinë e reagimit:
ΔHх.р. = [ΔH(Na 2 SO 4) + 2ΔH(H 2 O)] - [ΔH(H 2 SO 4) + 2ΔH(NaOH)] =
= [-1387 + 2(-285)] - [-813 + 2(-426)] = - 1957 - (-1665) = - 292 kJ/mol.
Le të përcaktojmë efektin termik:
Q = - ΔHх.р. = 292 kJ.
Përgjigje: 292 kJ.
Detyra 3.Shuarja e gëlqeres përshkruhet nga ekuacioni: CaO + H 2 O = Ca (OH) 2.
ΔHх.р. = - 65 kJ/mol. Llogaritni nxehtësinë e formimit të oksidit të kalciumit nëse ΔH 0 (H 2 O) = -285 kJ/mol,
ΔH 0 (Ca(OH) 2) = -986 kJ/mol.
Zgjidhja:
Le të shkruajmë sipas ligjit të Hesit:
ΔHх.р. = ΔH 0 (Ca(OH) 2) - ΔH 0 (H 2 O) - ΔH 0 (CaO)
Nga këtu,
ΔH0(CaO) = ΔH 0 (Ca(OH) 2) - ΔH 0 (H 2 O) - ΔHх.р. = - 986 - (-285) - (-65) = - 636 kJ/mol.

Përgjigje: - 636 kJ/mol.

Detyra 4.Llogaritni entalpinë e formimit të sulfatit të zinkut nga substanca të thjeshta në T = 298 K bazuar në të dhënat e mëposhtme:
ZnS = Zn + S ΔH 1 = 200,5 kJ
2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2 ΔH 2 = - 893,5 kJ
2SO 2 + O 2 = 2SO 3 ΔH 3 = - 198,2 kJ
ZnSO 4 = ZnO + SO 3 ΔH 4 = 235,0 kJ
Zgjidhja:
Nga ligji i Hess-it rezulton se duke qenë se rruga e tranzicionit nuk është e rëndësishme, llogaritjet ndjekin rregullat algjebrike të punës me ekuacionet e zakonshme. Me fjalë të tjera, ato mund të "përzihen" si të doni. Le të përpiqemi ta shfrytëzojmë këtë mundësi.
Duhet të arrijmë në ekuacionin:
Zn + S + 2O 2 = ZnSO 4.
Për ta bërë këtë, ne do të rregullojmë "materialin" në dispozicion në mënyrë që Zn, S, O 2 të jenë në të majtë, dhe sulfati i zinkut të jetë në të djathtë. Le të kthejmë ekuacionin e parë dhe të katërt nga e majta në të djathtë, dhe në të dytën dhe të tretën i ndajmë koeficientët me 2.
Ne marrim:
Zn + S = ZnS
ZnS + 1,5O 2 = ZnO + SO 2
SO 2 + 0,5O 2 = SO 3
ZnO + SO 3 = ZnSO 4.
Tani le të mbledhim vetëm pjesët e djathta dhe të majta.
Zn + S + ZnS + 1,5O 2 + SO 2 + 0,5O 2 + ZnO + SO 3 = ZnS + ZnO + SO 2 + SO 3 + ZnSO 4
Se do të jetë e barabartë
Zn + S + 2O 2 + ZnS + SO 2 + SO 3 + ZnO = ZnS + SO 2 + SO 3 + ZnO+ ZnSO 4

Me sa duket, po, çfarë ndodh? Të gjitha nënvizuar zvogëloni (përsëri, aritmetikë e pastër!)
Dhe në fund kemi
Zn + S + 2O 2 = ZnSO 4 - sipas nevojës.
Tani ne zbatojmë të njëjtin parim për entalpitë. Reaksioni i parë dhe i katërt u kthyen, që do të thotë se entalpitë do të marrin shenjën e kundërt. Të dytën dhe të tretën e ndajmë përgjysmë (pasi kemi ndarë koeficientët).
ΔH = - 200,5 + (-893,5/2) + (-198,2/2) + (-235,0) = - 981,35 kJ/mol.
Përgjigje:- 981,35 kJ/mol.

Detyra 5.Llogaritni entalpinë e reaksionit të oksidimit të plotë të alkoolit etilik në acid acetik nëse entalpia e formimit të të gjitha substancave që marrin pjesë në reaksion është e barabartë me:

∆Нº arr. C2H5OH w = - 277 kJ/mol;

∆Нº arr. CH 3 COOH w = - 487 kJ/mol;

∆Нº arr. H2O w = - 285,9 kJ/mol;

∆Нº arr. O 2 = 0

Zgjidhja: Reagimi i oksidimit të alkoolit etilik:

C 2 H 5 OH + O 2 = CH 3 COOH + H 2 O

Nga ligji i Hess-it rrjedh se ∆N r-tion = (∆Nº mostra CH 3 COOH + ∆Nº mostra H 2 O) -

(ΔHº mostra C 2 H 5 OH + ∆Hº mostra O 2) = - 487 – 285,9 + 277,6 = - 495,3 kJ.

Detyra 6.Përcaktimi i vlerës kalorifike

Llogaritni nxehtësinë e djegies së etilenit C 2 H 4 (g) + 3O 2 = 2CO 2 (g) + 2H 2 O (g) nëse nxehtësia e formimit të tij është 52,3 kJ/mol. Cili është efekti termik i djegies së 5 litrave. etilen?
Zgjidhja:
Le të përcaktojmë ndryshimin në entalpinë e reaksionit sipas ligjit të Hesit.
Duke përdorur librin e referencës, ne përcaktojmë entalpitë e formimit të përbërësve, kJ/mol:
ΔH 0 (C 2 H 4 (g)) = 52.
ΔH 0 (CO 2 (g)) = - 393.
ΔH 0 (H 2 O (g)) = - 241.
ΔHх.р. = - = -1320 kJ/mol.
Sasia e nxehtësisë që çlirohet gjatë djegies së 1 mol etilen Q = - ΔHх.р. = 1320 kJ
Sasia e nxehtësisë që çlirohet gjatë djegies prej 5 litrash. etilen:
Q1 = Q * V / Vm = 1320 * 5 / 22,4 = 294,6 kJ.
Përgjigje: 294.6 kJ.

Detyra 7.Temperatura e ekuilibrit
Përcaktoni temperaturën në të cilën ndodh ekuilibri i sistemit:
ΔHх.р. = + 247,37 kJ.
Zgjidhja:
Kriteri për mundësinë e një reaksioni kimik është energjia Gibbs, ΔG.
ΔG< 0, реакция возможна.
ΔG = 0, pragu i mundësisë.
ΔG > 0, reagimi është i pamundur.
Energjia e Gibbs-it lidhet me entalpinë dhe entropinë nga relacioni:
ΔG = ΔH - TΔS.
Prandaj, që të ndodhë ekuilibri (për të arritur pragun), duhet të plotësohet lidhja e mëposhtme:
T = ΔH/ΔS
Le të përcaktojmë ndryshimin në entropi nga një pasojë e ligjit të Hesit.
CH 4 (g) + CO 2 (g) = 2CO (g) + 2H 2 (g)
ΔS 0 h.r. = -
Duke shkruar në përputhje me rrethanat nga libri i referencës. vlerat, ne zgjidhim:
ΔS 0 h.r. = (2*198 + 2*130) - (186 + 213) = 656 - 399 = 257 J/mol*K = 0,257 kJ/mol*K.
T = ΔH/ΔS = 247,37/0,257 = 963 o K.
Përgjigje: 963 rreth K.

Detyra 8.Shenja e ndryshimit të entropisë

Pa bërë llogaritje, përcaktoni shenjën e ndryshimit në entropinë e proceseve:
1. H 2 O (g) ---> H 2 O (l)
2. 2H 2 S + O 2 = 2S (e ngurtë) + 2H 2 O (l)
3. (NH 4) 2 CO 3 (i ngurtë) = 2NH 3 + CO 2 + H 2 O (të gjitha produktet janë të gazta).

Zgjidhja:
Meqenëse entropia është një masë e çrregullimit të një sistemi, rregulli i përgjithshëm qëndron:
S(TV)< S(жидкость) < S(газ).
Në dritën e kësaj, le të analizojmë problemin.
1. Lëngu kondensohet nga gazi.
Që nga S (i lëngshëm)< S(газ), ΔS < 0.
2. Nga 3 mol gazra fitohen 2 mol lëndë të ngurta. substancë dhe 2 mol lëng.
Është e qartë se ΔS< 0.
3. Gazet fitohen nga lënda e ngurtë.
Që nga S(tv.)< S(газ), ΔS > 0.

Detyra 9.Aftësia e procesit

Kushtet e specifikuara:
1. ΔS< 0, ΔH < 0
2. ΔS< 0, ΔH > 0
3. ΔS > 0, ΔH< 0
4. ΔS > 0, ΔH > 0
Analizoni mundësinë e ndodhjes së reaksionit.
Zgjidhja:
Në zgjidhje do të mbështetemi në formulën: ΔG = ΔH - TΔS. (Për më shumë detaje, shihni detyrën nr. 7).
1. Në ΔS< 0, ΔH < 0.
Termi i parë i formulës (ΔH) është më i vogël se zero, dhe i dyti, për shkak të shenjës negative të entropisë, është më i madh se zero.
(-T(-ΔS) = +TΔS) . Mundësia e një reagimi do të përcaktohet nga raporti i vlerave të termave të parë dhe të dytë. Nëse vlera e entalpisë (moduli) është më e madhe se produkti TΔS, (|ΔH| > |TΔS|), d.m.th. në përgjithësi, energjia e Gibbs do të jetë më e vogël se zero, reagimi është i mundur.
2. ΔS< 0, ΔH > 0.
Të dy termat e parë dhe të dytë janë më të mëdhenj se zero. Energjia e Gibbs është më e madhe se zero. Asnjë reagim i mundshëm.
3. ΔS > 0, ΔH< 0.
Termi i parë është më pak se zero, i dyti është gjithashtu më pak. Energjia Gibbs është më pak se zero, reagimi është i mundur.
4. ΔS > 0, ΔH > 0
Termi i parë i formulës (ΔH) është më i madh se zero, dhe i dyti, për shkak të shenjës pozitive të entropisë, është më i madh se zero.
(-T(+ΔS) = - TΔS) . Mundësia e një reagimi do të përcaktohet nga raporti i vlerave të termave të parë dhe të dytë. Nëse vlera e entalpisë (moduli) është më e madhe se produkti TΔS, (|ΔH| > |TΔS|), d.m.th. në përgjithësi, energjia e Gibbs-it do të jetë më e madhe se zero, reagimi është i pamundur. Megjithatë, me rritjen e temperaturës, termi i dytë do të rritet (në vlerë absolute), dhe përtej një kufiri të caktuar të temperaturës reagimi do të bëhet i mundur.
Përgjigje: 1 – e mundur; 2 - e pamundur.; 3 - e mundur; 4 - e mundur.
Problemi 10.Bazuar në nxehtësinë standarde të formimit dhe entropitë standarde absolute të substancave përkatëse, llogaritni DG o 298 të reaksionit CO (g) + H 2 O (l) = CO 2 (g) + H 2 (g) A është i mundur ky reagim në kushte standarde?

Zgjidhja: DG o përcaktohet nga ekuacioni DG o =DH o -TDS ​​o

DHхр = DH CO2 - DH CO - DH H2O (l) == -393,51 – (110,52) – (-285,84) = -218,19 kJ.

DSхр = S CO2 + S H2 - S CO – S H2O (l) = = 213,65+130,59–197,91–69,94=76,39 J/mol×K

ose 0,07639 kJ.

DG = -218,19 – 298 × 0,07639 = -240,8 kJ

DG<0, значит реакция возможна.

Përgjigje: një reagim është i mundur.

Opsionet për detyrat e testimit

Opsioni 1

1. Si të llogaritet ndryshimi i energjisë Gibbs në një reaksion bazuar në karakteristikat termodinamike të materialeve fillestare dhe produkteve të reaksionit?

2. Llogaritni efektin termik të reaksionit të reduktimit të oksidit të hekurit (II) me hidrogjenin bazuar në ekuacionet termokimike të mëposhtme:

FeO(k) + CO(g) = Fe(k) + CO2 (g); ∆Н 1 = -13,18 kJ;

CO (g) + O 2 (g) = CO 2 (g); ∆H 2 = -283,0 kJ;

H2 (g) + O2 (g) = H2O (g); ∆H 3 = -241,83 kJ.

Përgjigju: +27,99 kJ.

Opsioni 2

1. Cilat janë kushtet termodinamike për shfaqjen spontane të një reaksioni kimik?

2. Alkooli etilik i gaztë C 2 H 5 OH mund të përftohet nga bashkëveprimi i etilenit C 2 H 4 (g) dhe avullit të ujit. Shkruani ekuacionin termokimik për këtë reaksion, duke llogaritur fillimisht efektin termik të tij. Përgjigje:-45,76 kJ.

Opsioni 3

1. Çfarë quhet ekuacion termokimik? Pse është e nevojshme të tregohet gjendja e grumbullimit të substancave dhe modifikimet polimorfike të tyre?

2. Klorur kristalor i amonit formohet nga bashkëveprimi i amoniakut të gaztë dhe klorurit të hidrogjenit. Shkruani ekuacionin termokimik për këtë reaksion, duke llogaritur fillimisht efektin termik të tij. Sa nxehtësi do të lirohet nëse në reaksion do të konsumohen 10 litra amoniak, e llogaritur në kushte normale? Përgjigju: 78,97 kJ.

Opsioni 4

1. Cilat janë dy sistemet e simboleve për efektet termike?

2. Efekti termik i reaksionit të djegies së benzenit të lëngët me formimin e avullit të ujit dhe dioksidit të karbonit është i barabartë me -3135,58 kJ. Krijoni një ekuacion termokimik për këtë reaksion dhe llogaritni nxehtësinë e formimit të C 6 H 6 (l). Përgjigju: +49,03 kJ.

Opsioni 5

1. Sa është nxehtësia standarde (entalpia) e formimit të një përbërjeje? Cilat kushte quhen standarde?

2. Shkruani barazimin termokimik për reaksionin ndërmjet CO(g) dhe hidrogjenit, si rezultat i të cilit formohen CH 4 (g) dhe H 2 O(g). Sa nxehtësi do të lirohet gjatë këtij reaksioni nëse në kushte normale fitohen 67.2 litra metan? Përgjigje: 618,48 kJ.

Opsioni 6

1. Formuloni ligjin e Hesit dhe një pasojë të këtij ligji. Cila është marrëdhënia midis ligjit të Hesit dhe ligjit të ruajtjes së energjisë?

2. Reduktimi i Fe 3 O 4 me monoksid karboni ndjek ekuacionin

Fe 3 O 4 (k) + CO (g) = 3FeO (k) + CO 2 (g).

Llogaritni ∆G 0 298 dhe nxirrni një përfundim për mundësinë e shfaqjes spontane të këtij reaksioni në kushte standarde. Sa është e barabartë ∆S 0 298 në këtë proces? Përgjigje:+24,19 kJ; +31,34 J/K.

Opsioni 7

1. Në cilin drejtim ndodhin reaksionet kimike spontanisht? Cila është forca lëvizëse e një procesi kimik?

2. Djegia e 11,5 g alkool etilik të lëngshëm çliroi 308,71 kJ nxehtësi. Shkruani ekuacionin termokimik për reaksionin që rezulton në formimin e avullit të ujit dhe dioksidit të karbonit. Llogaritni nxehtësinë e formimit të C 2 H 5 OH (l). Përgjigju: -277,67 kJ.

Opsioni 8

1. Cili është potenciali izobarizotermik i një reaksioni kimik dhe si lidhet ai me ndryshimin e entalpisë dhe entropisë së reaksionit?

2. Efekti termik i reaksionit është –560,0 kJ. Llogaritni nxehtësinë standarde të formimit .Përgjigju: 83.24 kJ/mol.

Opsioni 9

1. Çfarë është entropia e një reaksioni?

2. Bazuar në vlerat e nxehtësisë standarde të formimit dhe të entropive standarde absolute të substancave përkatëse, llogaritni ∆G 0 298 të reaksionit të ndodhur sipas ekuacionit NH 3 (g) + HCl (g) = NH 4 Cl (k). A mund të ndodhë ky reagim spontanisht në kushte standarde? Përgjigju: -92,08 kJ.

Opsioni 10

1. Si ndryshon entropia me rritjen e lëvizjes së grimcave në sistem?

2. Përdorimi i vlerave reaktantët, llogaritni reagimi dhe të përcaktojë nëse mund të ndodhë në kushte standarde.

Opsioni 11

1. Konceptet themelore të termodinamikës: sistemi, faza, llojet e sistemeve, parametrat e gjendjes së sistemeve, llojet e proceseve.

2. Përcaktoni entalpinë e reaksionit të fermentimit alkoolik të glukozës

C 6 H 12 O 6 2C 2 H 5 OH + 2CO 2

enzimat

∆Hº 298 (C 6 H 12 O 6) = - 1273,0 kJ/mol

∆Hº 298 (C 2 H 5 OH) = - 1366,91 kJ/mol

∆Hº 298 (CO 2) = - 393,5 kJ/mol

Opsioni 12

1. Ligji i parë i termodinamikës për proceset izohorike dhe izobarike. Entalpia.

2. Përcaktoni entalpinë e reaksionit: NH 3 (g) + HCl (g) = NH 4 Cl (T)

∆Нº 298 (НCl) = - 92,3 kJ/mol

∆Нº (NН 3) = - 46,2 kJ/mol

∆Нº (NH 4 Cl) = - 313,6 kJ/mol

Opsioni 13

1. Termokimia: reaksionet ekzo- dhe endotermike. Ekuacionet termokimike, veçoritë e tyre.

2. Përcaktoni cili nga këto reaksione është ekzo- dhe cili është endotermik? Arsyetoni përgjigjen tuaj.

N 2 + O 2 D 2NO ∆Н = + 80 kJ

N 2 + 3H 2 D 2NO 3 ∆Н = - 88 kJ

Opsioni 14

1.Cilat janë parametrat e sistemit? Çfarë parametrash dini?

2. Llogaritni entalpinë e formimit të anhidrit sulfurik të gaztë nëse nga djegia e 16 g squfuri çlirohen 197,6 kJ nxehtësi.

Opsioni 15

1. Listoni funksionet e gjendjes së sistemit.

4HCl (g) + O 2 (g) ↔ 2H 2 O (g) + 2Cl 2 (g); ∆H = -114,42 J.

A është klori apo oksigjeni agjenti më i fortë oksidues në këtë sistem dhe në çfarë temperature? Përgjigje: 891 mijë.

Opsioni 16

1. Cilat lloje të proceseve termodinamike njihni?

2. Si mund të shpjegojmë se në kushte standarde reaksioni ekzotermik H 2 (g) + CO 2 (g) = CO (g) + H 2 O (l); ∆H = -2,85 kJ. Duke ditur efektin termik të reaksionit dhe entropitë standarde absolute të substancave përkatëse, përcaktoni ∆G 0 298 të këtij reaksioni. Përgjigju: -19,91 kJ.

Opsioni 17

1. Ligji i Hesit dhe pasojat që rrjedhin prej tij.

2. Identifikoni sistemet. Përgjigju: 160,4 J/(mol K).

Opsioni 18

1. Si ndryshon entalpia e formimit të një lënde nga entalpia e reaksionit?

2. Llogaritni ∆H 0 ,∆S 0 ,∆G 0 T të reaksionit që vijon sipas ekuacionit Fe 2 O 3 (k) + 3H 2 (g) = 2Fe (k) + 2H 2 O (g). A është i mundur reaksioni i reduktimit të Fe 2 O 3 me hidrogjen në 500 dhe 2000 K? Përgjigje: +96,61 kJ; 138,83 J/K; 27,2 kJ; -181,05 kJ.

Opsioni 19

2. Efekti termik i cilit reaksion është i barabartë me nxehtësinë e formimit të metanit? Llogaritni nxehtësinë e formimit të metanit bazuar në ekuacionet termokimike të mëposhtme:

H2 (g) + O2 (g) = H2O; ∆H 1 = -285,84 kJ;

C(k) + O2 (g) = CO2 (g); ∆H 2 = -393,51 kJ;

CH4 (g) + 2O2 (g) = 2H2O (l) + CO2 (g); ∆H 3 = -890.31 kJ.

Përgjigju: -74,88 kJ.

Opsioni 20

1. Cilat procese shoqërohen me rritje të entropisë?

2. Pas numërimit të reaksioneve, përcaktoni se cili nga dy reaksionet është termodinamikisht i mundshëm: ; .

Opsioni 21

1. Cila është entalpia standarde e formimit?

2. Bazuar në nxehtësinë standarde të formimit dhe entropitë standarde absolute të substancave përkatëse, llogaritni ∆G 0 298 të reaksionit që vazhdon sipas ekuacionit CO 2 (g) + 4H 2 (g) = CH 4 (g) + 2H. 2 O (l). A është i mundur ky reagim në kushte standarde? Përgjigju: -130,89 kJ.

Opsioni 22

1. Cila është shenja e ∆ G e procesit të shkrirjes së akullit në 263 K?

2. Entropia zvogëlohet ose rritet gjatë kalimit të a) ujit në avull; b) grafiti në diamant? Pse? Llogaritni ∆S 0 298 për çdo transformim. Nxirrni një përfundim për ndryshimin sasior të entropisë gjatë transformimeve fazore dhe alotropike. Përgjigje: a) 118,78 J/(mol∙K); b) -3,25 J/(mol∙K).

Opsioni 23

1. Cila është shenja e ∆ H e procesit të djegies së qymyrit?

2. Në kushte standarde, reaksioni vazhdon spontanisht. Përcaktoni shenjat e ∆Nor ∆S në këtë sistem.

Opsioni 24

1. Cila është shenja e ∆ S e procesit të sublimimit të “akullit të thatë”?

2. Llogaritni ∆H O, ∆S O, ∆G O T të reaksionit që vijon sipas ekuacionit TiO 2 (k) + 2C (k) = Ti (k) + 2CO (g). A është i mundur reaksioni i reduktimit të TiO 2 me karbon në 1000 dhe 3000 K? Përgjigje:+722,86 kJ; 364,84 J/K; +358,02 kJ; -371,66 kJ.

Opsioni 25

1. Cila është shenja e ndryshimit të entropisë gjatë procesit të vlimit të ujit?

2. Gjeni ndryshimin e energjisë së brendshme gjatë avullimit të 75 g alkool etilik në pikën e vlimit, nëse nxehtësia specifike e avullimit është 857,7 J/g dhe vëllimi specifik i avullit në pikën e vlimit është 607 cm 3 /g. . Neglizhoni vëllimin e lëngut. Përgjigju: 58,39 kJ.

Opsioni 26

1. Ligji II i termodinamikës. Teorema Carnot-Clausius.

2. Llogaritni harxhimin e energjisë termike gjatë reaksionit nëse janë marrë 336 g hekur. Përgjigju: –2561,0 kJ.

Opsioni 27

1. Ligji III i termodinamikës.

2. Reaksioni i djegies së acetilenit vazhdon sipas ekuacionit

C 2 H 2 (g) + O 2 (g) = 2CO 2 (g) + H 2 O (l)

Njehsoni ∆G 0 298 dhe ∆S 0 298. Shpjegoni uljen e entropisë si rezultat i këtij reaksioni. Përgjigje: -1235,15 kJ; -216,15 J/(mol∙K).

Opsioni 28

1. Teorema e Nernst-it.

2. Kur digjet gazi i amoniakut, formohen avujt e ujit dhe oksidi i azotit. Sa nxehtësi do të lirohet gjatë këtij reaksioni nëse fitohen 44,8 litra NO, e llogaritur në kushte normale? Përgjigju: 452,37 kJ.

Opsioni 29

1. Postulati i Plankut.

2. Në çfarë temperature sistemi do të arrijë ekuilibrin?

CH4 (g) + CO 2 (g) ↔ 2CO (g) + 2H2 (g); ∆Н = +247,37 kJ?

Opsioni 30

1. Bazat e llogaritjeve termodinamike

2. Pasi të keni llogaritur efektin termik dhe ndryshimin e energjisë Gibbs në 25ºC për reaksionin, përcaktoni për këtë reaksion. Përgjigju: –412.4 J/(mol K).

Informacione të lidhura.