Теоретичні відомості

Перший закон термодинаміки. Внутрішня енергія та ентальпія. Термохімічні рівняння. Закон Гесса та його використання в термохімічних розрахунках. Теплота утворення. Розрахунок теплових ефектів за теплотами утворення. Другий закон термодинаміки. Поняття про ентропію та енергію Гіббса. Напрямленість процесів.

Контрольні запитання і задачі

1. Що називається внутрішньою енергією системи? Чи можна визначити абсолютне значения внутрішньої енергії? Чому?

2. Що таке ентальпія системи, як вона пов'язана з внутрішньою енергією та тепловим ефектом? Чому значення DН найчастіше використовують у термохімічних рівняннях?

3. Сформулюйте закон Гесса, наведіть приклади, що його ілюструють.

4. Використовуючи термохімічні рівняння :

H2(г.) + ½ O2(г.) = H2O (рід.), DH = - 286 кДж,

H2(г.) + ½ O2(г.) = Н2О (пара), DH = - 242 кДж,

визначте DН випаровування води. Відповідь мотивуйте.

5. Що називається теплотою утворення речовини, для яких речовин вона приймається рівною нулю? Використання теплот утворення в термохімічних розрахунках.

6. Складіть термохімічне рівняння горіння сірководню та визначте зміну ентальпії системи, якщо DH утворення речовин H2S, SO2та H2О дорівнюють відповідно +20, -297 і -242 кДж/моль.

7. Що таке ентропія системи, від чого вона залежить? Як та чому впливає зміна ентропії системи на напрямленість реакцій?

8. Як та чому змінюється ентропія системи при таких перетвореннях:

а) лід ® вода; б) водяна пара ® вода; в) С(тв.) + 2H2(г.) ® CH4(г.);

г) 2О3(г.) ® 3 О2(г.); д) Fе(тв.) + 1/2 О2(г.) ® FеO(тв.);

е) Н2(г.) +1/2 O2(г.) ® Н2О(г.).

9. Як впливає зміна ентальпії (DH) та зміна ентропії (DS) системи на напрямленіть процесу, чому? Що таке енергія Гіббса, як вона змінюється при самочинних процесах?

10. Використовуючи наведені нижне довідкові дані, розрахуйте для вказаних реакцій тепловий ефект та зміну ентропії. Як впливають ентальпійний та ентропійний фактори на напрямленість заданої реакції? 3робіть висновок чи є оборотною ця реакція. Розрахуйте зміну енергії Гіббса. В якому напрямку протікає реакція: при стандартних умовах; при низьких температурах; при високих температурах? a) N2(г.) + 3Н2(г.) = 2NH3(г.);

б) 2Н2(г.) + О2(г.) = 2Н2О(г.); в) 4NН3(г.) +3О2(г.) = 2N2(г.) + 6H2O(г.).

Речовина	Н2	N2	О2	NH3	H2O
DH (298); кДж/моль	-	-	-
S (298); Дж/(моль•K)