Энтальпия
ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ
Задания для самостоятельной подготовки
1. Для предложенных соединений:
· укажите их класс;
· напишите уравнения возможных реакций взаимодействия
с H2O, K2O, SO3, HCl, NaOH.
| ZnO, KOH, H2CO3 | BеO, P2O5, H2S | ||
| CaO, HNO3, Sn(OH)2 | H2O, HMnO4, Cr(OH)3 | ||
| Al2O3, Ca(OH)2, H2SiO3 | Li2O, Ca(OH)2, H3PO4 | ||
| SiO2, H3PO4, Pb(OH)2 | SeO2, HBr, Pb(OH)2 | ||
| SO2, H2SO4, Al(OH)3 | BeO, H2Se, Ga(OH)3 | ||
| PbO, Ba(OH)2, H2S | Al2O3, H3PO4, KOH | ||
| SiO2, Fe(OH)3, HI | SO3, Cd(OH)2, HNO3 | ||
| BaO, Cd(OH)2, Be(OH)2 | CuO, H2SiO3, Ni(OH)2 | ||
| N2O5, HF, Cr(OH)3 | NiO, H2SO4, Cr(OH)3 | ||
| HNO3, Cr2O3, Sr(OH)2 | Na2O, H2SO3, N2O5 | ||
| Fe2O3, H2SO3, Cd(OH)2 | Li2O, Mg(OH)2, H2CO3 | ||
| Cr2O3, H2SO3, Ca(OH)2 | Cl2O, Cd(OH)2, HNO3 | ||
| P2O5, KOH, Al(OH)3 | SO2, H2SO4, Cr(OH)3 | ||
| CO2, Cu(OH)2, HF | HNO3, KOH, Cd(OH)2 | ||
| Na2O, HNO3, Be(OH)2 | H2CO3, Sn(OH)2, NH4OH |
2. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
| SnCl2 ® SnOHCl ® SnCl2 ® Sn(OH)2 ® Na2SnO2 | |
| Na2BeO2 ® Be(OH)2 ® BeSO4 ® Be(NO3)2 ® Be(OH)2 | |
| H2CO3 ® K2CO3 ® KHCO3 ® K2CO3 ® MgCO3 | |
| H2SO3 ®K2SO3 ® KHSO3 ®K2SO3 ® Н2SO3 | |
| Al(OH)3 ® Al2(SO4)3 ® AlOHSO4 ® Al(OH)3 ® KAlO2 | |
| FeCl3 ® Fe(OH)3 ® FeCl3 ® Fe(OH)2Cl | |
| H2CO3 ® NaHCO3 ® Na2CO3 ® NaHCO3 ® H2CO3 | |
| NaOH ® Na2SO3 ® NaHSO3 ® Na2SO3 ® H2SO3 | |
| Ca(OH)2 ® Ca3(PO4)2 ® CaHPO4 ® Ca3(PO4)2 ® CaCl2 | |
| H2SO3 ® CaSO3 ® Ca(HSO3)2 ® CaSO3 ® H2SO3 | |
| H3PO4 ® NaH2PO4 ® Na3PO4 ® Na2HPO4 ® H3PO4 | |
| AlOHSO4 ®Al(OH)3 ®Al2(SO4)3 ® Al(OH)3 ® NaAlO2 | |
| H2SiO3 ® Na2SiO3 ® CaSiO3 ® H2SiO3 ® К2SiO3 | |
| Mg(OH)2 ® MgCl2 ®MgOHCl ® MgCl2 ®Mg(OH)2 | |
| NaOH ® Na3PO4 ® NaH2PO4 ® H3PO4 ® Na3PO4 | |
| Ca(OH)2®Ca3(PO4)2 ®CaHPO4 ®Ca(H2PO4)2 ®Ca3(PO4)2 | |
| NiSO4 ® (NiOH)2SO4 ® Ni(OH)2 ®NiOHCl ®Ni(OH)2 | |
| Fe(OH)3 ® Fe2(SO4)3 ® FeOHSO4 ® Fe2(SO4)3 ® (Fe(OH)2)2SO4 | |
| CuCl2 ® Cu(OH)2 ® CuSO4 ® CuS ® Cu(NO3)2 | |
| Cr(OH)3 ® Cr2(SO4)3 ®CrOHSO4 ® Cr(OH)3 ® KCrO2 | |
| Ca(OH)2 ®CaCO3 ® Ca(HCO3)2 ®CaCl2 ® Ca(NO3)2 | |
| K2PbO2 ®Pb(OH)2 ®PbOHCl ® PbCl2 ® Pb(OH)2 | |
| CoOHCl ® CoCl2 ® Co(OH)2 ® Co(NO3)2 ® CoOHNO3 | |
| KOH ® K2SiO3 ® H2SiO3 ® Na2SiO3 ® H2SiO3 | |
| Zn(OH)2 ® K2ZnO2 ®Zn(OH)2 ® ZnSO4 ® Zn(OH)2 | |
| Ba3(PO4)2 ® BaHPO4 ® Ba3(PO4)2 ® H3PO4 ® Na3PO4 | |
| CuSO4 ® Cu(OH)2 ® CuCl2 ® CuOHCl ® CuCl2 | |
| (NiOH)2SO4 ® Ni(OH)2 ® NiCl2 ® NiOHCl ® Ni(OH)2 | |
| Al(OH)3 ® AlOHCl2 ® Al(OH)3 ® Al(OH)2Cl ® Al(OH)3 | |
| Sr(OH)2 ® SrCO3 ® Sr(HCO3)2 ® SrCO3 ® Sr(NO3)2 |
Химическая термодинамика – раздел химии, изучающий:
· переход энергии из одной формы в другую, от одной части системы к другой;
· энергетические эффекты химических реакций;
· возможность и направление самопроизвольного протекания процессов.
Состояние системы характеризуют параметры – давление, объем, температура, концентрация и др. Термодинамические свойства системы при постоянных давлении и температуре можно выразить с помощью нескольких функций состояния системы: энтальпии, энтропии, энергии Гиббса и др.
Для удобства сопоставления термодинамических констант их относят к стандартному состоянию. В качестве стандартного выбрано устойчивое состояние чистых индивидуальных веществ (для растворов – концентрация растворенного вещества 1 моль/л, для газов – парциальное давление, равное атмосферному) при постоянной температуре и давлении 101кПа (1 атм).
Количество выделившейся или поглощенной в ходе реакции энергии называют тепловым эффектом химической реакции.
В термодинамике тепловой эффект или энтальпия химической реакции (DHХ.Р) – теплота, которая выделяется или поглощается при ее протекании, если р, Т = const; измеряется в кДж.
Уравнения реакций, в которых указаны тепловые эффекты при постоянных давлении и температуре (DHХ.Р), называются термохимическими. В термохимических уравнениях указывают также модификации или агрегатные состояния веществ.
В соответствии со знаком теплового эффекта реакции можно разделить на две группы:
· экзотермические – идут с выделением тепла (DHХ.Р < 0);
· эндотермические – идут с поглощением тепла (DHХ.Р > 0).
Согласно основному закону термохимии, сформулированному Г. И. Гессом:
· энтальпия химической реакции не зависит от пути протекания реакции, т. е. не зависит от числа и характера промежуточных стадий, а определяется лишь начальным и конечным состоянием системы.
Следствие из закона Гесса:
· тепловой эффект химической реакции (
) равна разности между суммами энтальпий образования продуктов реакции (
) и исходных веществ (
) c учетом стехиометрических коэффициентов (n, m). Как правило, для расчетов используют стандартные величины.
Стандартная энтальпия (теплота) образования вещества DHобр.0 или DНf0 [кДж/моль] – это теплота образования 1 моль соединения из простых веществ устойчивых при стандартных условиях.
DHобр0 простых веществ (H2, O2, Cl2 и т. д.) равна нулю.