![]() |
|
|
Сборник задач, вопросов и упражнений по общей неорганической химии93,5 кДж, и и С(графит) + Оад -> СО2(г) + 393,5 кДж. Если в результате реакции теплота выделяется (Q > 0), то энтальпия системы понижается (АН < 0). Такая реакция называется экзотермической. Реакция, протекающая с поглощением теплоты (Q < 0), т. е. с повышением энтальпии системы (АН > 0), называется эндотермической. Основным законом термохимии является закон Гесса: тепловой эффект реакции определяется только начальным и конечным состоянием системы и не зависит от пути перехода системы из одного состояния в другое. Следствие из закона Гесса: стандартный тепловой эффект реакции равен сумме стандартных теплот образования продуктов реакции за вычетом суммы стандартных теплот образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов: АН298 (р-ции) = IA/ Н298 (прод.) -1Ау Н298 (исх.) Пример 1. Пользуясь данными о стандартных энтальпиях образования веществ в реакции 2Mg(K) + CO2 (г) = 2MgO(K) + С(графит) вычислить АН реакции. Решение: Исходя из табличных данных по энтальпиям образования С02 и MgO и учитывая, что стандартные энтальпии образования веществ равны нулю, находим величину стандартной энтальпии реакции: А Н=2Af Н(MgO) - Af Н(CO2) = = -601,8 2 + 393,5 = -810,1 кДж/моль. Пример 2. Исходя из теплоты образования газообразного диоксида углерода (С02) = -393,5 кДж/моль) и термохимического уравнения С(графит) + 2N20 (Г) = С02(г) + 2N2(r); A^98 = -557,5кДж. Вычислить теплоту образования N20(r). Решение: AН(р-ции) = (Af Н(CO2) + 0) - (2Af Н(N2O) + 0), откуда 2AfН(N2O) = Af Н(CO2) - AН(р-ции) = -393,5 - (-557,5) = 164 кДж. Следовательно, Af Н298 (N20) = 164 / 2 = 82 кДж/моль. Направление, в котором самопроизвольно протекает химическая реакция, определяется совместным действием двух факторов: 1) тенденцией к переходу системы в состояние с наименьшей внутренней энергией ( в случае изобарных процессов - с наименьшей энтальпией); 2) тенденцией к достижению наиболее вероятного состояния, т. е. состояния, которое может быть реализовано наибольшим числом равновероятных способов (микросостояний). Мерой первой из этих тенденций для изобарных процессов служит изменение энтальпии в химической реакции: отрицательный знак AG указывает на уменьшение, а положительный - на возрастание эн-та ьпии системы. Мерой вероятности (неупорядоченности, беспорядка) состояния системы в термодинамике принято считать энтропию S - величину пропорциона ьную огарифму чис а равновероятных микросостояний, через которые может быть реа изовано данное макросостояние: S = k . ln W. Единица измерения энтропии - Дж/моль'К. Энтропия возрастает при переходе вещества из криста ического состояния в жидкое и из жидкого в газообразное, при растворении криста ов, при расширении газов, при химических взаимодействиях, приводящих к уве ичению чис а частиц, и прежде всего частиц в газообразном состоянии. Напротив, все процессы, в результате которых упорядоченность системы возрастает (конденсация, по имеризация, сжатие, уменьшение чис а частиц), сопровождаются уменьшением энтропии. Пример 3. Не производя вычислений, определить знак изменения энтропии в с едующих реакциях:
(1) (2) (3)
Решение: В реакции (1) 1 мо ь вещества в криста ическом состоянии образует 3 моль газов, следовательно, AS1 > 0. В реакциях (2) и (3) уменьшается как общее чис о мо ей, так и чис о мо ей газообразных веществ, так что AS2 < 0 и AS3 < 0. При этом AS3 имеет более отрицательное значение, чем AS2, так как S(H2O(3K)) < S(H2O(r)). Д я энтропии справед иво утверждение, ана огичное рассмотренному выше для AG: изменение энтропии системы в результате химической реакции (AS) равно сумме энтропии продуктов реакции за вычетом суммы энтропии исходных веществ. Как и при вычислении энта ьпии, суммирование производят с учетом стехиометрических коэффициентов. Стандартная энтропия простых веществ, в отличие от энтальпии образования простых веществ, не равна нулю. Функцией состояния, одновременно отражающей влияние обеих упомянутых выше тенденций на направление протекания химических процессов, служит энергия Гиббса (свободная энергия), связанная с энтальпией и энтропией соотношением G = Н - TS, где Т - абсолютная температура. Как видно, энергия Гиббса имеет ту же размерность, что и энтальпия, и поэтому обычно выражается в Дж или кДж. Для изобарно-изотпермических процессов (т. е. процессов, протекающих при постоянных температуре и давлении) изменение энергии Гиббса равно: AG =АЯ - TAS. Как и в случае АН и AS, изменение энергии Гиббса AG в результате химической реакции (энергия Гиббса реакции) равно сумме энергий Гиббса образования продуктов реакции за вычетом суммы энергий Гиббса образования исходных веществ; суммирование производят с учетом числа молей участвующих в реакции веществ. Энергию Гиббса образования вещества относят к 1 молю этого вещества и обычно выражают в кДж/моль; при этом AG0 образования наиболее устойчивой модификации простого вещества принимают равной нулю. При постоянстве температуры и давления хи |
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 |
Скачать книгу "Сборник задач, вопросов и упражнений по общей неорганической химии" (1.12Mb) |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [прайс-листы] [форум] [обратная связь] |
|
Введение в химию окружающей среды. Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей
среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги
заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в
разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности.
Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и
атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на
химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах.
Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии
университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга
читателей.
Химия и технология редких и рассеянных элементов. Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов
химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии
лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во
второй
части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана,
лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В
третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия,
тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание
уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В
технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика
рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов
производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие
составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по
1972 год включительно.
|
|