Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Тепловые эффекты химических реакций.




Алгебраическую сум­му поглощенной при реакции теплоты и совершенной работы за вычетом работы против сил внешнего давления (рDV) назы­вают тепловым эффектом химической реакции.

Термохимические законы.Независимость теплоты химической реакции от пути процесса при p = const и Т = const была уста­новлена в первой половине XIX в. русским ученым Г.И.Гессом: тепловой эффект химической реакции не зависит от пути ее про­текания, а зависит лишь от природы и физического состояния исходных веществ и продуктов реакции (закон Гесса).

Раздел химической термодинамики, изучающий тепловые эффекты химических реакций, называется термохимией. В тер­мохимии используется упрощенное представление о тепловом эффекте химической реакции, отвечающее условиям его незави­симости от пути процесса. Это теплота qT, подведенная к системе в процессе реакции (или выделившаяся в результате реакции) при постоянной температуре.

Если теплота подводится к системе (qT > 0), реакцию на­зывают эндотермической, если же теплота выделяется в окружающую среду (qT < 0), реакцию называют экзотер­мической.

Термохимия, прежде всего, изучает изобарно-изотермические реакции, в результате которых совершается только работа рас­ширения rDV. Тепловой эффект таких реакций qp,T равен изменению энтальпии системы DH.

Уравнения химических реакций, в которых указаны их тепловые эффекты, называются термохимическими уравнениями. Поскольку от агрегатных состояний веществ зависит состояние системы в целом, в термохимических уравнениях с помощью буквенных индексов (к), (ж), (р) или (г) обозначаются состоя­ния веществ (кристаллическое, жидкое, растворенное и газооб­разное). Также указывается аллотропная модификация вещества, если существуют несколько таких модификаций. Если агре­гатное состояние вещества или его модификация при заданных условиях очевидны, буквенные индексы могут опускаться. Так, например, при атмосферном давлении и комнатной температуре водород и кислород газообразны (это очевидно), а образующий­ся при их взаимодействии продукт реакции Н2О может быть жидким и газообразным (водяной пар). Поэтому в термохими­ческом уравнении реакции должно быть указано агрегатное состояние Н2О:

 

Н2 + ½О2= Н2О(ж) или Н2 + ½О2= Н2О(г).

 

В настоящее время принято указывать тепловой эффект реакции в виде изменения энтальпии DH, равного теплоте изобарно-изотермического процесса qp,T. Часто изменение энтальпии записывается как DH или DH . Верхний индекс 0 означает стандартную величину теплового эф­фекта реакции, а нижний – температуру, при которой идет взаимодействие. Ниже приведены примеры термохимических уравнений нескольких реакций:

 

6Н6(ж) + 15О2 = 12СО2 + 6Н2О(ж), DH = -6535,4 кДж, (а)

(графит) + Н2 = С2Н2, DH = 226,7 кДж, (б)

N2 + 3H2 = 2NH3(г), DH = -92,4 кДж. (в)

 

В реакциях (а) и (в) энтальпия системы уменьшается (DH <0). Эти реакции экзотермические. В реакции (б) энтальпия увеличивается (DH >0); реакция эндотермическая. Во всех трех примерах величина DH относится к тому числу молей веществ, которое определено уравнением реакции. Чтобы тепловой эффект реакции был выражен в кило Джоулях на моль (кДж/моль) одного из исходных веществ или продуктов реакции, в термохимических уравнениях допуска­ются дробные коэффициенты:

 

С6Н6(ж) + 7 О2= 6СО2 + 3Н2О(ж), DH = -3267,7 кДж,

N2 + = NH3 (г), DH = -46,2 кДж.

 


Поделиться:

Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 84; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты