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 = - ^{Δ QA} изотермический потенциал для

Δ T_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.

-Δ Q_A = Δ Q_B так как теплообмен воз- DНх.р. – полная энергия (энтальпий-

можен только между телами. ный фактор)

DS _{системы} = DS_А + DS_В = - ^{Δ QA} + ^{Δ QB} Т *DS – связанная энергия (энтропий-

T_A T_B ный фактор)

DS _{системы} = Δ Q_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.

ТЕМА 5. ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА

(СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ)

Таблица 4

Под скоростью химической реакции (Jх.р.) понимают изменение концентрации реагирующих веществ в единицу времени.

	J = ± DC/ Dt моль/л сек		- DС реагента ; + DС продукта D t D t

 

 

ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ

 

Гомогенные Гетерогенные

 

в одной фазе в разных фазах

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА Jх.р.:

1.Концентрация (давление), С (р) –

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. ВЫБОР СХЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ И МЕТОДА РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛА
2. Нормируемый удельный расход тепла на отопление жилых домов отдельно стоящих и блокированных следует устанавливать в соответствии с таблицей 5.3.
3. Определение годовых расходов тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение зданий. Часовые и годовые по продолжительности графики тепловых нагрузок.
4. Определение годовых расходов тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Часовые и годовые графики тепловых нагрузок и их роль в теплоснабжении.
5. Определение максимально часовых и среднечасовых расходов тепла
6. Определение максимально часовых и среднечасовых расходов тепла на отопление и вентиляцию зданий по укрупненным показателям. Удельная тепловая характеристика здания и её определение.
7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ИСТОЧНИКА ТЕПЛА: ТИПОВЫХ КОТЛОВ, БАКОВ АККУМУЛЯТОРОВ, СЕТЕВЫХ И ПОДПИТОЧНЫХ НАСОСОВ
8. Определение расчетных расходов тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение
9. Построение графика регулирования отпуска тепла
10. Работа и количество тепла. Первый закон термодинамики
11. Расход тепла на горячее водоснабжение.