Закон Гесса. Термохимические уравнения

Актюбинский технико- технологический колледж
Тема: Закон Гесса. Термохимические уравнения
Преподователь: Жаржанова Г.К.
Гр: 412.
Дата 15.10.2020

1. Основные понятия термохимии.
2. Закон Гесса и его следствия.
3. Примеры и расчеты по термохимическим уравнениям.
4. контрольные вопросы
ПЛАН ЛЕКЦИИ

Термохимия - раздел физической
химии изучающий тепловые эффекты,
сопровождающие химические и физикохимические процессы (химические
реакции, фазовые переходы,
образование и разбавление растворов,
диссоциация молекул простых
газообразных веществ на отдельные
атомы, диссоциация ионных кристаллов
на газообразные ионы, ионизация
атомов в результате отрыва или
присоединения к ним электронов.)
Основные понятия термохимии
.

Химическая реакция как
термодинамический процесс,
заключается в превращении одних
веществ в другие, за счет изменения
состава и (или) строения. Пусть в
системе протекает реакция А +В = АВ,
тогда химическую реакцию как
термодинамический процесс можно
представить следующим образом:
Основные понятия термохимии

Для физико-химических процессов
действует закон сохранения массы,
установленный М.В. Ломоносовым
(m1 = m2). /МАССА /
Химические реакции могут быть как
экзотермическими, если система
выделяет теплоту во внешнюю среду,
так и эндотермическими, если
система поглощает теплоту из среды.
Основные понятия термохимии

Теплота реакции - теплота, выделяемая или поглощаемая при химической реакции.
Тепловой эффект химической реакции (ΔQ) –энергия, которая поглощается или выделяется в химической реакции.

Всякая система имеет некоторый запас энергии, определяемый имеющимися в ней веществами, их количеством, температурой и давлением. Эта энергия называется внутренней энергией (U)
Теплота реакции равна изменению внутренней энергии, если система не совершает работу
Если система совершает работу (изменяется объём системы), то теплота процесса (Q) равна не внутренней энергии, а энтальпии (H)

H= U + pV
Q= ΔH
H – энтальпия
U – внутренняя энергия р - давление
V – объём системы
Энтальпия – это сумма внутренней энергии и произведения давления на объём системы

Δr H⁰ - стандартная теплота реакции – это теплота одного оборота реакции при стандартных условиях; она характеризует энергетическую производительность реакции и зависит от агрегатного состояния вещества.
Для реакции N2 +3 H2 =2NH3
Δr H⁰ = -92 кдж
Это значит, что при превращении 1 моль азота и 3 моль водорода в 2 моль аммиака выделяется 92 кдж теплоты

Это уравнение химической реакции, в котором указан тепловой эффект реакции
2Н2 + О2 = 2Н2О + 484 кдж
Термохимическое уравнение

Зная энергию химических связей, можно по разности узнать тепловой эффект реакции
Для реакции H2 + Cl2 = 2HCl если известно, что:
Е (H-Cl) = 430 кдж/моль
Е (Н-Н) = 436 кдж/моль
Е (Cl -Cl ) = 240 кдж/моль
ΔQ = 2•430-(1•436 + 1•240)=184 кдж/моль,
следовательно данная реакция экзотермическая

Теплота образования соединения (Qобр.) – это тепловой эффект реакции образования одного моль соединения из простых веществ, устойчивых в стандартных условиях
Большинство соединений трудно получить из простых веществ, в этом случае на помощь приходит закон Гесса.

Тепловой эффект химической реакции равен сумме теплот образования всех продуктов реакции минус сумма теплот образования исходных веществ.
ΔQ = ∑ Qобр. продуктов реакции –
∑ Qобр. исходных веществ

В 1836 г. профессор Петербургского
горного института Герман Иванович
Гесс установил основной закон
термохимии, который является по сути
следствием 1-го закона термодинамики.
Закон Гесса: тепловой эффект
физико-химического процесса не
зависит от пути процесса, а
определяется только начальным и
конечным состоянием системы.
2. Закон Гесса и его следствия

Закон Гесса позволяет обращаться с
термохимическими уравнениями, как с
алгебраическими, т.е. складывать, вычитать,
умножать и делить на целые и дробные
числа, если только тепловые эффекты
относятся к одинаковым условиям.
Для термохимических расчетов чаще
используют следствия из закона Гесса,
которые позволяют определить тепловые
эффекты многочисленных физикохимических процессов, не прибегая к
измерениям.
Закон Гесса и его следствия

Пример: вычислить тепловой эффект реакции:
Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3, если известно, что Qобр (Al2O3) =1670 кдж/моль;
Qобр (Fe2O3)= 820кдж/моль; теплота образования простых веществ равна нулю
Решение: Δ Q = Qобр (Al2O3) - Qобр (Fe2O3)= 1670 кдж/моль – 820 кдж/моль = 850 кдж/моль
Q-ТЕПЛОТА ОБРАЗОВАНИЯ

Решение
Δ Q= Qобр (СО2) •3 - Qобр (Fe2O3) + Qобр(СО) •3= 394•3 – 820 + 110 •3=32 кдж/моль

Контрольные вопросы

Дайте определение:
Контрольные вопросы
Вычислите термохимические расчеты. /след сдайд/

Вычислить тепловой эффект реакции:
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
Если: Qобр (Fe2O3)= 820кдж/моль
Qобр(СО2) = 394 кдж/моль
Qобр(СО)= 110 кдж/моль

1. Из нижеследующих химических реакций определите экзотермическую реакцию:
А) Ca(OH)2 = CaO + H2O ­ 67 кДж В) 3H2 + N2 = 2NH3 + 92 кДж С) N2 + O2 + 180 кДж =2NO D) 2HgO + 180 кДж = 2Hg + O2 Е) СаСО3 → СаО + СО 2 ­ 180кДж
2.Из нижеследующих химических реакций определите эндотермическую реакцию: А) S + O2 = SO2 + 297 кДж В) H2 + Cl2 ­ 185 кДж = 2HCl С) 4Р + 5О2 = 2Р2О5 + 3010кДж D) 2HgO + 180 кДж = 2Hg + O2 Е) 3H2 + N2 = 2NH3 + 92 кДж