Таким образом, тепловой эффект реакции равен –853,8 кДж, а составляет –822,2 кДж/моль.
Таким образом, тепловой эффект реакции равен –853,8 кДж, а составляет –822,2 кДж/моль. - раздел Химия, Основные классы неорганических соединений. Определение молярной массы эквивалентов цинка. Определение теплоты реакции нейтрализации. Скорость химической реакции. Катализ Пример 3.3.Исходя Из Термохимических Уравнений:
Н...
рассчитать значение стандартной энтальпии реакции образования Н2О (ж).
Решение.Запишем уравнение реакции, тепловой эффект которой необходимо определить: Н2 (г) + ½О2 (г) = Н2О (ж), ΔН°(4) – ?(4)
В уравнения (1), (2), (3) входят Н2О2 (ж) и Н2О (г), которые не входят в уравнение (4). Чтобы исключить их из уравнений (1), (2), (3), умножим уравнение (3) на 2 и сложим все три уравнения:
После преобразования уравнения (5) и деления его на 2 получаем искомое уравнение (4). Аналогичные действия проделаем с тепловыми эффектами:
.
В результате получаем кДж,
т. е. энтальпия образования Н2О (ж): = –286 кДж/моль.
Пример 3.4.В каком направлении будет протекать при стандартных условиях реакция СН4 (г) + СО2 (г) ↔ 2СО (г) + 2Н2 (г)?
Решение.Направление протекания химической реакции определяет энергия Гиббса (∆G). Изменение энергии Гиббса в результате химической реакции равно сумме энергий Гиббса образования продуктов реакции за вычетом суммы энергий Гиббса образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов. Формула для расчета изменение энергии Гиббса изучаемой реакции имеет вид
При р = const, T = const реакция самопроизвольно протекает в том направлении, которому отвечает убыль энергии Гиббса. Если ∆G< 0, то реакциясамопроизвольно протекает в прямом направлении. Если ∆G > 0, то самопроизвольное протекание процесса в прямом направлении невозможно. Если ∆G = 0, то реакция может протекать как в прямом направлении, так и в обратном, и система находится в состоянии равновесия.
Так как ∆G°х.р. = +171 кДж, т.е. ∆G > 0, то самопроизвольное протекание данной реакции в прямом направлении в стандартных условиях невозможно.
Пример 3.5. Определить изменение энтропии в стандартных условиях для реакции, протекающей по уравнению
С (графит) + 2Н2 (г) = СН4 (г).
Решение.Изменение энтропии системы в результате протекания химической реакции (∆S) (энтропия реакции) равно сумме энтропий продуктов реакции за вычетом суммы энтропий исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов:
.
Подставляем в формулу справочные данные из табл. Б. 1 и получаем:
∆S°х.р. = 186,2 − (5,7 + 2∙130,6) = –80,7 Дж/К.
Пример 3.6. По значениям стандартных энтальпий образования и стандартных энтропий веществ, участвующих в реакции, вычислить изменение энергии Гиббса реакции, протекающей по уравнению
СО (г) + Н2О (ж) = СО2 (г) + Н2 (г).
Решение.Изменение энергии Гиббса в химической реакции при температуре Т можно вычислить по уравнению
∆G°х.р. = ∆Н°х.р. – Т∆S°х.р..
Тепловой эффект реакции ∆Н°х.р. и изменение энтропии ∆S°х.р. определяем по следствию из закона Гесса:
Пример 3.7.Определить температуру, при которой установится равновесие в системе
СаСО3 (к) СаО (к) + СО2 (г).
Решение. При химическом взаимодействии одновременно изменяется энтальпия, характеризующая стремление системы к порядку, и энтропия, характеризующая стремление системы к беспорядку. Если тенденции к порядку и беспорядку в системе одинаковы, то ∆H°х.р. = Т∆S°х.р., что является условием равновесного состояния системы. Отсюда можно определить температуру, при которой устанавливается равновесие химической реакции для стандартного состояния реагентов:
Выполнение работы
Опыт 1. Получение и свойства основных оксидов (групповой)
Взять пинцетом кусочек магниевой стружки и внести в пламя спиртовки. После воспламенения сжечь его над
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
2.1.При взаимодействии 6,75 г металла с серой образовалось 18,75 г сульфида. Рассчитать молярные массы эквивалентов металла и его сульфида. Молярная масса эквивалентов серы равна 1
Выполнение работы
Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ и температуры удобно исследовать на примере взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой:
Na2S2
Выполнение работы
Опыт 1. Гомогенный катализ. Каталитическое ускорение реакции разложения пероксида водорода
Налить в пробирку 10 мл 30 %-го раствора (по массе) пероксида водород
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
5.1. При окислении NH3 на платиновом катализаторе было получено в течение суток 1440 кг HNO3. Для окисления было использовано 0,064 кг катализатора. Рассчитат
Опыт 2. Влияние изменения температуры на смещение равновесия
Прибор, состоящий из двух шаров, заполнен смесью оксида азота (IV) и его димером. Чистый оксид азота (IV) существует при температуре выше 140 °С. Ниже этой температуры NO2 частично полим
Выполнение работы
Опыт 1. Приготовление приблизительно 0,1 н. раствора соляной кислоты
(Проводить в вытяжном шкафу!). Налить в цилиндр концентрированный раствор соляной кислоты и
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
9.1. Какие из перечисленных ниже солей подвергаются гидролизу: NaCN, KNO3, CuCl2, ZnSO4? Cоставить ионно-молекулярные и молекулярные уравнения реак
Выполнение работы
Опыт 1. Получение золя гидроксида железа (III) методом конденсации
Пробирку заполнить водой (примерно до половины ее объема) и поставить в горячую водяную баню.
Опыт 3. Реакция диспропорционирования
Поместить в пробирку 1–2 кристалла йода I2, 3–5 капель концентрированного раствора щелочи NaOH (или KOH). Наблюдать появление желтой окраски раствора, характерной для свободного иода.
Опыт 2. Роль защитной пленки в ослаблении коррозии
В пробирку налить 1–2 мл концентрированного раствора щелочи и опустить туда алюминиевую проволоку. Примерно через минуту оксидная пленка растворится, после чего ополоснуть проволоку водой и помести
Для второго электрода
j Ag+/Ag = j°Ag+/Ag + 0,059 lg10-4 = 0,799 + 0,059×(–4) = 0,563 В.
Первый электрод с больши
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
12.1. а). Чему равна величина ЭДС гальванического элемента, составленного из стандартных цинкового и серебряного электродов, погруженных в растворы их солей? Привести схему гальван
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
13.1. Водный раствор, содержащий смесь нитратов серебра, калия, цинка с одинаковыми концентрациями, подвергли электролизу. Указать значение молярной массы вещества, которое будет в
Выполнение работы
Опыт 1. Взаимодействие металлов с водой
В кристаллизатор с водой добавить несколько капель фенолфталеина. Пинцетом достать кусочек натрия (или кальция) из склян
Выполнение работы
Опыт 1. Получение комплексной соли меди
Налить в пробирку 1–2 мл раствора сульфата меди CuSO4 и по каплям прибавить раствор аммиака NH4OH.
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
15.1. Написать формулы следующих соединений: а) хлорид дибромотетраамминплатины (IV); б) тетрароданодиаквахромат (III) калия; в) сульфат пентаамминакваникеля (II); г) трихлоротриам
Выполнение работы
Опыт 1. Взаимодействие щелочных металлов с водой (групповой)
Налить в кристаллизатор воды. Пинцетом достать кусочек металлического натрия из склянки, где он хра
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
16.1. Написать уравнения реакций взаимодействия натрия с водородом, кислородом, азотом, серой. Какую степень окисления приобретают атомы окислителя в каждой из этих реакций?
Выполнение работы
Опыт 1. Определение общей жесткости воды
В коническую колбу вместимостью 300 мл отмерить мерной колбой 100 мл анализируемой воды. Добавить к исследуемой воде 5 мл аммиачного буферно
Выполнение работы
Опыт 1. Взаимодействие алюминия с кислородом и водой
Две алюминиевые проволоки зачистить наждачной бумагой. В пробирку налить 2–3 мл концентрированного раствора
Выполнение работы
Опыт 1. Получение и свойства гидроксида меди (II)
В четыре пробирки налить по 1–2 мл раствора соли меди (II) и во все добавить раствор щелочи до выпадения осадк
Задачи для самостоятельного решения
19.1. Составить уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:
Ag → AgNO3 → AgCl → [Ag(NH3)
Выполнение работы
Опыт 1. Получение оксида хрома (III) (групповой)
В фарфоровую чашку насыпать горкой небольшое количество дихромата аммония(NH4)2Cr2
Выполнение работы
Опыт 1. Получение и свойства гидроксида марганца (II)
В две пробирки налить по 1–2 мл раствора соли марганца (II) и в каждую добавить по каплям раствор щелочи д
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
21.1. Как получить сульфат марганца (II) из: а) оксида марганца (II);
б) металлического марганца; в) KMnO4? Составить соответствующие уравнения реакций.
Выполнение работы
Опыт 1. Получение и свойства гидроксида железа (II)
Налить в пробирку 1–2 мл свежеприготовленного раствора FeSO4 и прилить такой же объем щелочи. Наб
Выполнение работы
Опыт 1. Получение хлора и хлорной воды
(Проводить в вытяжном шкафу!). В сухую пробирку поместить 2 шпателя оксида марганца (IV) MnO2, укрепить ее ве
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
23.1. Написать уравнения реакций взаимодействия галогенов с водой и назвать образующиеся соединения галогенов.
23.2. Закончить уравнения реакций:
Выполнение работы
Опыт 1. Получение кислорода
Насыпать в сухую пробирку 2 шпателя перманганата калия КМnО4, укрепить ее вертикально в зажиме штатива и нагреть. Выделяю
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
24.1. Составить уравнения реакций получения кислорода в лабораторных условиях. Как получают кислород в промышленности?
24.2. Какой объем кислорода (услови
Выполнение работы
Опыт 1. Поведение серы при различных температурах
Сухую пробирку на 1/3 ее объема наполнить серой и медленно нагревать на пламени спиртовки, все время встряхива
Выполнение работы
Опыт 1. Получение азота
В пробирку налить поровну насыщенные растворы нитрита натрия NaNO2 и хлорида аммония NH4Cl (общий объем не более 1
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
26.1. Привести не менее трех примеров реакций, в которых азот играет роль окислителя, и пример реакции, в которой он является восстановителем.
26.2. Приве
Выполнение работы
Опыт 1. Растворение оксида углерода (IV) в воде
В пробирку налить 3–4 мл воды, добавить несколько капель синего лакмуса и пропустить в воду углекислый газ из ап
Выполнение работы
Опыт 1. Получение этилена и его свойства
(Проводить в вытяжном шкафу!). В пробирку налить 1–1,5 мл этилового спирта и 5 мл концентрированной серной кислоты (
Спирты, альдегиды, кетоны
Цель работы: изучить понятия «спирты», «альдегиды», «кетоны» и свойства этих соединений.
Задание: выполнить химический эксперимент по установлению свойств
Выполнение работы
Опыт 1. Окисление спирта в альдегид
Налить в пробирку 2–3 мл раствора К2Cr2O7, 1–2 мл разбавленной серной кислоты и прилить по
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
29.1. При взаимодействии бутанола-1 с избытком металлического натрия выделился водород, занимающий при нормальных условиях объем2,8 л. Определить количество вещества бутанола-1, ко
Выполнение работы
Опыт 1. Свойства карбоновых кислот
· Налить в пробирку 2−3 мл раствора уксусной кислоты и внести туда немного стружек магния. Что наблюдается? Какое свойс
Выполнение работы
Опыт 1. Обнаружение поливинилхлорида
· Поместить в пробирку кусочек полимера, нагреть и заметить его размягчение, а затем разложение с выделением газообразного
Получение фенолоформальдегидных смол
Цель работы: изучить способы получение полимеров.
Задание: реакцией поликонденсации получить новолачную и резольную фенолоформальдегидные смолы. Выполнить
Выполнение работы
Опыт 1. Получение новолачной смолы
Поместить в пробирку 2 г кристаллического фенола, добавить туда же
3−4 мл 40 %-го раствора формалина. Смесь вз
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
32.1. Для получения синтетического волокна «нитрон» в качестве мономера используют акрилонитрил CH2=CH–CN. Составить уравнение полимеризации этого мономера.
Выполнение работы
Студент получает у преподавателя металл в виде стружки или гранул. Металл необходимо разделить на 5 частей.
Работа по анализу сводится к тому, что металл под действием какого-нибудь раство
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
33.1. Написать молекулярные и ионные уравнения трех разных качественных реакций на ионы Fe3+.
33.2. Какие вещества можно взять при выполнении с
Выполнение работы
Опыт 1. Реакция на ион Clˉ
Налить в пробирку 1−2 мл раствора хлорида натрия и добавить несколько капель раствора нитрата серебра. Что наблюдается?
Выполнение работы
В мерную колбу вместимостью 100 мл налить точно отмеренный объем исследуемого раствора сульфата железа (II). Отмерить мерным цилиндром
10 мл 2 н. раствора серной кислоты и прилить в колбу,
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Настоящее учебно-практическое пособие написано коллективом авторов на основе многолетнего опыта работы кафедры химии Иркутского государственного технического университета. Оно охватывает основные р
Новости и инфо для студентов