Вычисление энтальпии образования вещества

Вычисление энтальпии образования озона из кислорода

Задача 6.
Исходя из энтальпий реакций окисления Аs₂О₃  кислородом и озоном: 
Аs₂О₃  + О₂ = Аs₂О₅;  ∆Н⁰_298х.р. = -271 кДж/моль;
3Аs₂О₃  + 2О₃  = 3Аs₂О₅;  ∆Н⁰_298х.р. = -1096 кДж/моль, вычислите энтальпию образования озона из кислорода. 
Решение:
Для решения задачи запишем оба уравнения  реакций, умножим первое на третье и вычтем  из него второе.

3Аs₂О₃ + 3О₂ = 3Аs₂О₅;     3∆Н⁰_298х.р. =  3(-271кДж/моль); 
3Аs₂О₃ + 2О₃ = 3Аs₂О₅;  ∆Н⁰_298х.р. = -1096кДж/моль.

(3Аs₂О₃ + 3О₂) – (3Аs₂О₃   +2О₃) = (3Аs₂О₅ — 3Аs₂О₅);  3∆Н⁰_298х.р.— ∆Н⁰_298х.р.;
3О₂ = 2О₃  3(-271 кДж/моль) — (-1096 кДж/моль) = -813 + 1096 = 283 кДж/моль.
Энтальпия образования озона из кислорода равна +283 кДж/моль.

А если учесть, что фактическое уравнение реакции образования озона из кислорода имеет вид:

1,5О₂ = О₃

Тогда

∆Н⁰(О₃) =  (283 кДж)/2 =  141,5 кДж.

¹Ответ: ∆Н⁰(О₃) =  141,5 кДж.

Вычисление энтальпии образования ацетилена по реакции его сгорания

Задача 7.
При сгорании 1 литра С₂Н₂ (О°С и 760 мм рт. ст.) выделяется 58,02кДж тепла. Вычислить энтальпию образования ацетилена.
Решение:
В основе термохимических расчетов лежит закон Гесса (1840 г.): тепловой эффект реакции зависит только от природы и физического состояния исходных веществ и конечных продуктов, но не зависит от пути перехода.
В термохимических расчетах применяют чаще следствие из закона Гесса: тепловой эффект реакции (∆H_х.р.) равен сумме энтальпий образования ∆H_обр. продуктов реакции за вычетом суммы энтальпий образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов:

Запишем термохимическое уравнение реакции:

C₂H₂(г) + 5/2О₂(г) = 2СО₂(г) + Н₂О(ж) + ∆Н⁰

Из условия задачи вытекает, что при сгорании 1 л ацетилена  выделяется 58,02 кДж. тепла. Находим  ∆Н⁰при сгорании 1 моля ацетилена (С₂Н₂), получим: 

58,02 ^. 22,4 = 1299,65кДж тепла, т.е.∆Н⁰ = -1299,65 кДж.

Отсюда можно записать:

∆Н⁰ = 2∆Н⁰ (СО₂) + ∆Н⁰(Н₂О) – ∆Н⁰(С₂Н₂₎ = –1299,65 кДж.

Тогда

∆Н⁰(С₂Н₂) = 2∆Н⁰(СО₂) + ∆Н⁰(Н₂О) – ∆Н⁰ =
= 2∆Н⁰(СО₂) + ∆Н⁰(Н₂О) + 1299,65.

Пользуясь табличными данными: ∆Н⁰(СО₂(г) = -393,51; ∆Н⁰(Н₂О(ж)) = -285,83) находим:

∆Н⁰(С₂Н₂) = 2(-393,51) + (-285,83) + 1299,65 = 226,8 кДж.

Ответ: ∆Н⁰(С₂Н₂) =  226,8 кДж.

¹По табличным данным при 0 ^оС: ∆Н⁰(О₃) =  144,457  кДж/моль. Можно отнести это на счет погрешностей при использовании данных для нормальных условий, т.е. при t = 20 — 25 ^oC.