Вычисление стандартной энтальпии образования вещества

 

Вычисление стандартной энтальпии образования бензола

Задача 2.
Вычислите стандартную энтальпию образования бензола С6Н6(ж), если энтальпии сгорания водорода, углерода и бензола равны соответственно (кДж/моль): -285,84: -393,51; -3267,70.
Решение:
Запишем уравнение реакции, тепловой эффект которой необходимо определить. Образование бензола из простых веществ можно представить следующим термохимическим уравнением:

6С(т) + 3Н2(г) = С6Н6(ж), ∆H0обр[С6Н6(ж)] = х кДж/моль.

Для определения энтальпии образования бензола составим цикл Гесса, используя данные задачи:

Н2(г) + ?О2(г) = Н2О(ж), ∆H0(1)   = -285,84 кДж/моль; (1)
С(т) + О2(г) = СО2(г), ∆H0(2) = -393,51 кДж/моль; (2)
С6Н6(ж) + 15/2О2(г) = 6СО2(г) + 3Н2О(ж), ∆H0(3) = -3267,70 кДж/моль. (3)

Чтобы получить искомое уравнение образования бензола из простых веществ, достаточно сложить в цикле Гесса уравнения (1) и (2), умножив их на соответствующие коэффициенты 3 и 6, и вычесть из них уравнение (3):

2(г) + 3/2О2(г) + 6С(т) + 6О2(г) - С6Н6(ж) -15/2О2(г) = 3Н2О(ж) + 6СО2(г) - 6СО2(г) - 3Н2О(ж).

Сократим однородные члены и перенесем -С6Н6(ж) в правую часть равенства с противоположным знаком. Получим искомое уравнение: 6С(т) + 3Н2(г) = С6Н6(ж).

Аналогичные действия проделаем с тепловыми эффектами:

∆H0обр[С6Н6(ж)] = 3∆H0(1) + 6∆H0(2) –  ∆H0(3),

∆H0обр[С6Н6(ж)] = 3·(-285,84) кДж/моль + 6·(-393,51) кДж/моль – (-3267,70) кДж/моль =
= (-857,52 -2361,06 + 3267,70) кДж/моль = 49,12 кДж/моль.

Ответ: ∆H0обр[С6Н6(ж)] = 49,12 кДж/моль.
 



Термохимическое уравнение образования газообразного озона


Задача 3
Стандартная энтальпия образования газообразного озона равна 142,3 кДж/моль. Укажите, в какой из перечисленных ниже реакций тепловой эффект ∆H0обр будет соответствовать стандартной энтальпии образования О3(г): 
а) 3О(г) = О3(г); 
б) 1,5О2(г) = О3(г); 
в) О2(ж) + О(г) = О3(г); 
г) 2О2(г) = О(г) + О3(г).
Напишите термохимическое уравнение этого процесса.
Решение:
По определению, ∆H0 показывает тепловой эффект реакции образования 1 моль вещества О3(г) прямым синтезом из простых веществ, устойчивых при 298К и давлении 101кПа.
Случай а) не подходит под данное определение, т.к. атомарный кислород О(г) не является устойчивой формой существования простого вещества кислорода. Случай б) соответствует реакции химического процесса образования озона из кислорода. Случай в) не отвечает требованию стандартных условий, т.к. при 298К и давлении 101кПа кислород не может находиться в жидком состоянии. Случай г) не подходит под данное определение, т.к. не соответствует реакции синтеза. Таким образом, требованиям определения соответствует только реакция б). Термохимическое уравнение будет выглядеть следующим образом:

О2(г) + 1/2О2(г) = О3(г); ∆H0обр[О3(г)] = 142,3 кДж/моль.

Ответ: условиям задачи соответствует уравнение б); ∆H0обр[О3(г)] = 142,3 кДж/моль.