Энергетика химических реакций. Химико-термодинамические расчёты

Задача 283. 

При соединении 2,1г железа с серой выделилось 3,77 кДк. Рассчитать теплоту образования сульфида железа.

Решение:

Ar(Fe) = M(Fe) = 55,85 г/моль.

Уравнение реакции имеет вид:

Сульфид железа образуется из железа и серы. Поэтому тепловой эффект реакции образования FeS будет равен теплоте его образования. 

Обозначим через   количество выделившейся теплоты при соединении 1 моль железа с 1 моль серы. Находим теплоту образования сульфида железа из пропорции: 

Ответ:  (FeS) =  100,3кДж.

Задача 284. 
Найти количество теплоты, выделяющейся при взрыве 8,4л гремучего газа, взятого при нормальных условиях.
Решение:
Гремучим газом называют газовую смесь, состоящую двух объёмов водорода и одного объёма кислорода. Уравнение реакции взрыва гремучего газа имеет вид: 

2Н_2(г) + О_2(г) ↔ 2Н₂О_(г)

По табличным данным  (Н₂О(г)) = 241,8 кДж/моль. Стандартные энтальпии образования простых веществ принято считать равными нулю. 

Согласно следствию из закона Гесса находим  : 

Количество теплоты, выделившейся при взрыве 8,4л гремучего, газа находим из пропорции:  

Ответ: 60,45 кДж. 

Задача 285. 
Определить стандартную энтальпию ( ) образования РН₃, исходя из уравнения: 
 
Решение:
Обозначим искомую величину через  x, запишем термохимическое уравнение образования РН₃ из простых веществ:

Запишем также термохимические уравнения реакций образования Р₂О_5(к) и Н₂О_(ж) из простых веществ: 

Из уравнений (2), (3) и (4) можно получить уравнение (1). Для этого умножим уравнение (2) на два и вычтем его из суммы уравнений (3) и (4), уравнение (4) при этом умножим на три, получим: 

Сравнивая уравнение (5) и (1), находим: 

Ответ: (PH₃) = 5,3кДж.

Задача 286. 
Исходя из теплового эффекта реакции:

определить    ортофосфата кальция.
Решение:
Обозначим искомую величину через  x, запишем термохимическое уравнение образования Ca₃(PO₄)₂  из простых веществ: 

Запишем также термохимические уравнения образования оксида кальция и оксида фосфора (V): 

Из уравнений (2), (3) и (4) можно получить уравнение (5). Для этого из уравнения (2) вы-читаем уравнение (3), умноженное на три, и уравнение (4), получаем: 

Сравнивая уравнения (1) и (5), получаем: 

Ответ:  [Ca₃(PO₄)2] = 4137,5кДж. 

Задача 287.
Исходя из уравнения реакции:

вычислить   образования метилового спирта.
Решение:
Уравнение реакции имеет вид: 

Обозначим искомую величину через  x, запишем термохимическое уравнение образования   из простых веществ:  

Запишем также термохимические уравнения образования СО_2(г) и Н₂О_(ж): 

Из уравнений (2), (3) и (4) можно получить уравнение (5). Для этого умножим уравнение (4) на два, а затем  из суммы уравнений (3) и (4) вычтем уравнение (2), получим: 

Сравнивая уравнения (1) и (5), находим: 

 Ответ: = -248,6кДж.