محاسبات با استفاده از معادلات ترموشیمیایی اثر حرارتی یک واکنش شیمیایی

وظیفه 1.
هنگامی که 560 میلی لیتر (n.s.) استیلن مطابق معادله ترموشیمیایی سوزانده شود:
2C 2 H 2 (G) + 5O 2 (G) = 4CO 2 (G) + 2H 2 O (G) + 2602.4 کیلوژول
برجسته شد:
1) 16.256 کیلوژول؛ 2) 32.53 کیلوژول؛ 3) 32530 کیلوژول؛ 4) 16265 کیلوژول
داده شده:
حجم استیلن: V(C 2 H 2) = 560 میلی لیتر.
یافتن: مقدار گرمای آزاد شده.
راه حل:
برای انتخاب پاسخ صحیح، راحت تر است که مقدار مورد نظر در مسئله را محاسبه کرده و آن را با گزینه های پیشنهادی مقایسه کنید. محاسبه با استفاده از یک معادله ترموشیمیایی هیچ تفاوتی با محاسبه با استفاده از یک معادله واکنش معمولی ندارد. در بالای واکنش، داده ها را در شرایط و مقادیر مورد نیاز، تحت واکنش نشان می دهیم - روابط آنها با توجه به ضرایب. گرما یکی از محصولات است، بنابراین مقدار عددی آن را به عنوان یک ضریب در نظر می گیریم.

با مقایسه پاسخ دریافتی با گزینه های پیشنهادی می بینیم که پاسخ شماره 2 مناسب است.
ترفند کوچکی که دانش‌آموزان بی‌توجه را به پاسخ شماره 3 نادرست سوق داد، واحدهای اندازه‌گیری حجم استیلن بود. حجم مشخص شده در شرایط در میلی لیتر باید به لیتر تبدیل می شد، زیرا حجم مولی در (l/mol) اندازه گیری می شود.

گاهی اوقات مشکلاتی وجود دارد که در آنها یک معادله ترموشیمیایی باید به طور مستقل بر اساس مقدار گرمای تشکیل یک ماده پیچیده تهیه شود.

مشکل 1.2.
گرمای تشکیل اکسید آلومینیوم 1676 کیلوژول بر مول است. تعیین اثر حرارتی واکنشی که در آن، هنگامی که آلومینیوم با اکسیژن برهمکنش می کند،
25.5 گرم A1 2 O 3.
1) 140 کیلوژول؛ 2) 209.5 کیلوژول؛ 3) 419 کیلوژول؛ 4) 838 کیلوژول.
داده شده:
گرمای تشکیل اکسید آلومینیوم: Qrev (A1 2 O 3) = = 1676 kJ/mol.
جرم اکسید آلومینیوم حاصل: m(A1 2 O 3) = 25.5 گرم.
یافتن: اثر حرارتی.
راه حل:
این نوع مشکل به دو صورت قابل حل است:
روش I
طبق تعریف، گرمای تشکیل یک ماده پیچیده، اثر حرارتی واکنش شیمیایی تشکیل 1 مول از این ماده پیچیده از مواد ساده است.
واکنش تشکیل اکسید آلومینیوم از A1 و O2 را یادداشت می کنیم. هنگام مرتب کردن ضرایب در معادله حاصل، در نظر می گیریم که قبل از A1 2 O 3 باید یک ضریب وجود داشته باشد. "1" ، که مربوط به مقدار ماده در 1 مول است. در این حالت می توانیم از گرمای شکل گیری مشخص شده در شرایط استفاده کنیم:
2A1 (TV) + 3/2O 2 (g) -----> A1 2 O 3 (TV) + 1676 کیلوژول
ما یک معادله ترموشیمیایی به دست آوردیم.
برای اینکه ضریب A1 2 O 3 برابر با "1" بماند، ضریب اکسیژن باید کسری باشد.
هنگام نوشتن معادلات ترموشیمیایی، ضرایب کسری مجاز است.
مقدار گرمایی که در طی تشکیل 25.5 گرم A1 2 O 3 آزاد می شود را محاسبه می کنیم:

بیایید یک تناسب ایجاد کنیم:
پس از دریافت 25.5 گرم A1 2 O 3، x kJ آزاد می شود (طبق شرایط)
هنگام دریافت 102 گرم A1 2 O 3، 1676 کیلوژول آزاد می شود (طبق معادله)

جواب شماره 3 مناسب است.
هنگام حل آخرین مشکل در شرایط آزمون یکپارچه دولتی، امکان ایجاد معادله ترموشیمی وجود داشت. بیایید این روش را در نظر بگیریم.
روش II
با توجه به تعریف گرمای تشکیل، 1676 کیلوژول با تشکیل 1 مول A1 2 O 3 آزاد می شود. جرم 1 مول A1 2 O 3 102 گرم است، بنابراین، نسبت را می توان ایجاد کرد:
1676 کیلوژول با تشکیل 102 گرم A1 2 O 3 آزاد می شود
x kJ با تشکیل 25.5 گرم A1 2 O 3 آزاد می شود

جواب شماره 3 مناسب است.
پاسخ: Q = 419 کیلوژول.

مشکل 1.3.
هنگامی که 2 مول CuS از مواد ساده تشکیل می شود، 106.2 کیلوژول گرما آزاد می شود. وقتی 288 گرم CuS تشکیل شد، گرما به مقدار زیر آزاد می شود:
1) 53.1 کیلوژول؛ 2) 159.3 کیلوژول؛ 3) 212.4 کیلوژول؛ 4) 26.6 کیلوژول
راه حل:
جرم 2 مول CuS را پیدا کنید:
m(СuS) = n(СuS) . M(CuS) = 2. 96 = 192 گرم.
در متن شرط، به جای مقدار مقدار ماده CuS، جرم 2 مول این ماده را جایگزین می کنیم و نسبت تمام شده را به دست می آوریم:
هنگامی که 192 گرم CuS تشکیل می شود، 106.2 کیلوژول گرما آزاد می شود
هنگامی که 288 گرم CuS تشکیل می شود، گرما به مقدار آزاد می شود ایکس kJ.

پاسخ شماره 2 مناسب است.

مسئله نوع دوم هم با استفاده از قانون روابط حجمی و هم بدون استفاده از آن قابل حل است. بیایید با استفاده از یک مثال به هر دو راه حل نگاه کنیم.

وظایف اعمال قانون روابط حجمی:

مشکل 1.4.
حجم اکسیژن (n.o.) مورد نیاز برای سوزاندن 5 لیتر مونوکسید کربن (n.o.) را تعیین کنید.
1) 5 لیتر؛ 2) 10 لیتر؛ 3) 2.5 لیتر; 4) 1.5 لیتر.
داده شده:
حجم مونوکسید کربن (n.s.): VCO = 5 لیتر.
پیدا کنید: حجم اکسیژن (خیر): V(O 2) = ?
راه حل:
اول از همه، شما باید یک معادله برای واکنش ایجاد کنید:
2CO + O 2 = 2CO
n = 2 مول n = 1 مول
ما قانون روابط حجمی را اعمال می کنیم:

رابطه را از معادله واکنش پیدا می کنیم و
V(CO) را از شرط می گیریم. با جایگزینی همه این مقادیر به قانون روابط حجمی، به دست می آوریم:

از این رو: V(O 2) = 5/2 = 2.5 لیتر.
جواب شماره 3 مناسب است.
بدون استفاده از قانون روابط حجمی، مشکل با استفاده از محاسبه با استفاده از معادله حل می شود:

بیایید یک تناسب ایجاد کنیم:
5 لیتر CO2 با x l O2 برهمکنش می کند (طبق شرایط) 44.8 لیتر CO2 با 22.4 لیتر O2 برهمکنش می کند (طبق معادله):

همان پاسخ شماره 3 را دریافت کردیم.

وظیفه 88.

اثر حرارتی کدام واکنش برابر با گرمای تشکیل متان است؟ گرمای تشکیل متان را بر اساس معادلات ترموشیمیایی زیر محاسبه کنید:

الف) H 2 (g) + 1/2O 2 (g) = H 2 O (l); = -285.84 کیلوژول؛
ب) C (k) + O 2 (g) = CO 2 (g); = -393.51 کیلوژول؛
ج) CH 4 (g) + 2O 2 (g) = 2H 2 O (l) + CO 2 (g); = -890.31 کیلوژول.
پاسخ: -74.88 کیلوژول.

راه حل:
. 105 Pa). تشکیل متان از هیدروژن و کربن را می توان به صورت زیر نشان داد:

C (گرافیت) + 2H 2 (g) = CH 4 (گرم). =؟

بر اساس این معادلات با توجه به شرایط مسئله، با در نظر گرفتن اینکه هیدروژن به آب، کربن به دی اکسید کربن، متان به دی اکسید کربن و آب می سوزد و بر اساس قانون هس می توان معادلات ترموشیمیایی را مانند جبری عمل کرد. آنهایی که برای به دست آوردن نتیجه مطلوب، باید معادله احتراق هیدروژن (a) را در 2 ضرب کنید و سپس مجموع معادلات احتراق هیدروژن (a) و کربن (b) را از معادله احتراق متان (c) کم کنید:

CH 4 (g) + 2O 2 (g) - 2 H 2 (g) + O 2 (g) - C (k) + O 2 (g) =
= 2H 2 O (l) + CO 2 - 2H 2 O - CO 2;
= -890,31 – [-393,51 + 2(-285,84).

CH 4 (g) = C (k) + 2H 2 (k); = +74.88 kJ.2

از آنجایی که گرمای تشکیل برابر با گرمای تجزیه با علامت مخالف است، پس

(CH 4) = -74.88 کیلوژول.

پاسخ: -74.88 کیلوژول.

وظیفه 89.
اثر حرارتی کدام واکنش برابر با گرمای تشکیل هیدروکسید کلسیم است؟ گرمای تشکیل هیدروکسید کلسیم را بر اساس معادلات ترموشیمیایی زیر محاسبه کنید:

Ca (k) + 1/2O (g) = CaO (k)؛ = -635.60 کیلوژول؛
H 2 (g) + 1/2O 2 (g) = H 2 O (l); = -285.84 کیلوژول؛
CaO (k) + H 2 O (l) = Ca (OH) 2 (k); = -65.06 کیلوژول.
پاسخ: -986.50 کیلوژول.

راه حل:
گرمای استاندارد تشکیل برابر با گرمای واکنش تشکیل 1 مول از این ماده از مواد ساده در شرایط استاندارد است (T = 298 K؛ p = 1.0325 . 105 Pa). تشکیل هیدروکسید کلسیم از مواد ساده را می توان به صورت زیر نشان داد:

Ca (k) + O 2 (g) + H 2 (g) = Ca (OH) 2 (k); =؟

بر اساس معادلاتی که با توجه به شرایط مسئله داده می شود و با در نظر گرفتن اینکه هیدروژن به آب می سوزد و کلسیم در واکنش با اکسیژن CaO را تشکیل می دهد، سپس بر اساس قانون هس می توان معادلات ترموشیمیایی را به همین ترتیب عمل کرد. به عنوان جبری برای به دست آوردن نتیجه مطلوب، باید هر سه معادله را با هم جمع کنید:

CaO (k) + H 2 O (l) + Ca (k) + 1/2O (g) + H 2 (g) + 1/2O 2 (g = (OH) 2 (k) + CaO (k) + H 2 O (l);
= -65.06 + (-635.60) + (-285.84) = -986.50 کیلوژول.

از آنجایی که گرمای استاندارد تشکیل مواد ساده به طور معمول صفر فرض می شود، گرمای تشکیل هیدروکسید کلسیم برابر با اثر حرارتی واکنش تشکیل آن از مواد ساده (کلسیم، هیدروژن و اکسیژن) خواهد بود:

== (Ca(OH) 2 = -986.50 kJ.2

پاسخ: -986.50 کیلوژول.

وظیفه 90.
اثر حرارتی واکنش احتراق بنزین مایع با تشکیل بخار آب و دی اکسید کربن برابر با 58/3135- کیلوژول است. یک معادله ترموشیمیایی برای این واکنش بسازید و گرمای تشکیل C 6 H 6 (l) را محاسبه کنید. پاسخ: +49.03 کیلوژول.
راه حل:
معادلات واکنشی که در آنها حالت تجمع یا اصلاح کریستالی و همچنین مقدار عددی اثرات حرارتی در کنار نمادهای ترکیبات شیمیایی نشان داده شده است، ترموشیمیایی نامیده می شود. در معادلات ترموشیمیایی، مگر اینکه به طور خاص بیان شود، مقادیر اثرات حرارتی در فشار ثابت Qp برابر با تغییر آنتالپی سیستم نشان داده می شود. مقدار معمولاً در سمت راست معادله داده می شود که با کاما یا نقطه ویرگول از هم جدا می شوند. نام های اختصاری زیر برای حالت تجمع یک ماده پذیرفته شده است: g - گازی، g - مایع، j - کریستالی. اگر حالت تجمعی مواد مشخص باشد، به عنوان مثال O 2، H 2 و غیره، این نمادها حذف می شوند.
معادله ترموشیمیایی واکنش:

C 6 H 6 (l) + 7/2O 2 = 6CO 2 (g) + 3H 2 O (g); = -3135.58 کیلوژول.

مقادیر گرمای استاندارد تشکیل مواد در جداول ویژه آورده شده است. با توجه به اینکه گرمای تشکیل مواد ساده معمولاً صفر فرض می شود. اثر حرارتی یک واکنش را می توان با استفاده از قانون هس محاسبه کرد:

6 (CO 2) + 3 = 0 (H 2 O) - (C 6 H 6)

(C 6 H 6) = -;
(C 6 H 6) = - (-3135.58) = +49.03 کیلوژول.

پاسخ:+49.03 کیلوژول.

گرمای تشکیل

وظیفه 91.
اگر فرآورده های احتراق دی اکسید کربن و بخار آب باشند، در حین احتراق 165 لیتر (n.s.) استیلن C 2 H 2 محاسبه کنید؟ پاسخ: 924.88 کیلوژول.
راه حل:
معادلات واکنشی که در آنها حالت تجمع یا اصلاح کریستالی و همچنین مقدار عددی اثرات حرارتی در کنار نمادهای ترکیبات شیمیایی نشان داده شده است، ترموشیمیایی نامیده می شود. در معادلات ترموشیمیایی، مگر اینکه به طور خاص بیان شود، مقادیر اثرات حرارتی در فشار ثابت Qp برابر با تغییر آنتالپی سیستم نشان داده می شود. مقدار معمولاً در سمت راست معادله داده می شود که با کاما یا نقطه ویرگول از هم جدا می شوند. نام‌های اختصاری زیر برای وضعیت تجمع یک ماده پذیرفته می‌شود: جی- گازی، و- مایع، به-- کریستالی اگر حالت تجمعی مواد مشخص باشد، به عنوان مثال O 2، H 2 و غیره، این نمادها حذف می شوند.
معادله واکنش این است:

C 2 H 2 (g) + 5/2O 2 (g) = 2CO 2 (گرم) + H 2 O (گرم). =؟

2 (CO 2) + (H 2 O) - (C 2 H 2 );
= 2 (-393.51) + (-241.83) - (+226.75) = -802.1 کیلوژول.

گرمای آزاد شده در طی احتراق 165 لیتر استیلن توسط این واکنش از نسبت:

22.4: -802.1 = 165: x; x = 165 (-802.1)/22.4 = -5908.35 کیلوژول؛ Q = 5908.35 کیلوژول.

پاسخ: 5908.35 کیلوژول.

وظیفه 92.
وقتی گاز آمونیاک می سوزد، بخار آب و اکسید نیتروژن تولید می کند. اگر 44.8 لیتر NO بر اساس شرایط عادی در طی این واکنش چقدر گرما آزاد می شود؟ پاسخ: 452.37 کیلوژول.
راه حل:
معادله واکنش این است:

NH 3 (g) + 5/4O 2 = NO (g) + 3/2H 2 O (g)

مقادیر گرمای استاندارد تشکیل مواد در جداول ویژه آورده شده است. با توجه به اینکه گرمای تشکیل مواد ساده معمولاً صفر فرض می شود. اثر حرارتی یک واکنش را می توان با استفاده از قانون هس محاسبه کرد:

= (NO) + 3/2 (H 2 O) - (NH 3);
= +90.37 +3/2 (-241.83) - (-46.19) = -226.185 کیلوژول.

معادله ترموشیمیایی به صورت زیر خواهد بود:

ما گرمای آزاد شده در هنگام احتراق 44.8 لیتر آمونیاک را از نسبت محاسبه می کنیم:

22.4: -226.185 = 44.8: x; x = 44.8 (-226.185)/22.4 = -452.37 کیلوژول؛ Q = 452.37 کیلوژول.

پاسخ: 452.37 کیلوژول

معادلات ترموشیمیایی مقدار گرما. که در نتیجه واکنش بین مقادیر معینی از معرف ها که با ضرایب استوکیومتری مشخص می شود آزاد یا جذب می شود، اثر حرارتی یک واکنش شیمیایی نامیده می شود و معمولا با علامت Q نشان داده می شود. واکنش های گرمازا و گرماگیر. قانون ترموشیمیایی هسین واکنش هایی که با آزاد شدن انرژی به شکل گرما رخ می دهد گرمازا نامیده می شود. واکنش هایی که با جذب انرژی به صورت گرما رخ می دهند گرماگیر هستند. ثابت شده است که در فرآیندهای شیمیایی ایزوباریک، گرمای آزاد شده (یا جذب شده) معیاری برای کاهش (یا بر این اساس، افزایش) در آنتالپی واکنش است. بنابراین، در واکنش های گرمازا، زمانی که گرما آزاد می شود، AN منفی است. در واکنش های گرماگیر (گرما جذب می شود) AN مثبت است. بزرگی اثر حرارتی یک واکنش شیمیایی به ماهیت مواد اولیه و محصولات واکنش، وضعیت تجمع و دمای آنها بستگی دارد. معادله واکنشی که در سمت راست آن همراه با محصولات واکنش، تغییر آنتالپی AN یا اثر حرارتی واکنش Qp نشان داده شده است، ترموشیمیایی نامیده می شود. نمونه ای از واکنش گرمازا، واکنش تشکیل آب است: 2H2(G) + 02(g) = 2H20(G) برای انجام این واکنش، صرف انرژی برای شکستن پیوندهای مولکول های H2 و 02 ضروری است. این مقادیر انرژی به ترتیب 435 و 494 کیلوژول بر مول هستند. از طرف دیگر، هنگامی که یک پیوند O - H تشکیل می شود، 462 کیلوژول بر مول انرژی آزاد می شود. مقدار کل انرژی (1848 کیلوژول) آزاد شده در طول تشکیل پیوندهای O - H بیشتر از مقدار کل انرژی (1364 کیلوژول) است که برای شکستن پیوندهای H - H و O = O صرف می شود، بنابراین واکنش گرمازا است، یعنی. ، با تشکیل دو مول آب بخار 484 کیلوژول انرژی آزاد می کند. معادله واکنش تشکیل آب با در نظر گرفتن تغییر آنتالپی نوشته شده است. واکنش های گرمازا و گرماگیر. قانون ترموشیمیایی هسین در حال حاضر معادله ترموشیمیایی واکنش خواهد بود. نمونه ای از واکنش گرماگیر تشکیل اکسید نیتریک (II) است که برای انجام این واکنش باید انرژی صرف شکستن پیوندهای N=N و 0=0 در مولکول های مواد اولیه شود. آنها به ترتیب برابر با 945 و 494 کیلوژول بر مول هستند. هنگامی که پیوند N = O تشکیل می شود، انرژی به مقدار 628.5 کیلوژول بر مول آزاد می شود. مقدار کل انرژی مورد نیاز برای شکستن پیوندها در مولکول های مواد اولیه 1439 کیلوژول و بیشتر از انرژی آزاد شده برای تشکیل پیوند در مولکول های محصول واکنش (1257 کیلوژول) است. بنابراین واکنش گرماگیر است و برای وقوع آن نیاز به جذب انرژی به میزان 182 کیلوژول از محیط دارد. معادلات ترموشیمیایی واکنش های گرمازا و گرماگیر. قانون ترموشیمیایی هسین این توضیح می دهد که اکسید نیتروژن (II) فقط در دماهای بالا، به عنوان مثال، در گازهای خروجی اگزوز خودرو، در تخلیه رعد و برق تشکیل می شود و در شرایط عادی تشکیل نمی شود.

از مواد درسی خواهید فهمید که کدام معادله واکنش شیمیایی ترموشیمیایی نامیده می شود. این درس به مطالعه الگوریتم محاسبه معادله واکنش ترموشیمیایی اختصاص دارد.

موضوع: مواد و تبدیل آنها

درس: محاسبات با استفاده از معادلات ترموشیمیایی

تقریباً تمام واکنش ها با آزاد شدن یا جذب گرما رخ می دهد. مقدار گرمایی که در طی یک واکنش آزاد یا جذب می شود نامیده می شود اثر حرارتی یک واکنش شیمیایی.

اگر اثر حرارتی در معادله یک واکنش شیمیایی نوشته شود، چنین معادله ای نامیده می شود ترموشیمیایی.

در معادلات ترموشیمیایی، بر خلاف معادلات شیمیایی معمولی، حالت کل ماده (جامد، مایع، گاز) باید نشان داده شود.

به عنوان مثال، معادله ترموشیمیایی برای واکنش بین اکسید کلسیم و آب به صورت زیر است:

CaO (s) + H 2 O (l) = Ca (OH) 2 (s) + 64 kJ

مقدار گرمای Q آزاد شده یا جذب شده در طی یک واکنش شیمیایی با مقدار ماده واکنش دهنده یا محصول متناسب است. بنابراین با استفاده از معادلات ترموشیمیایی می توان محاسبات مختلفی را انجام داد.

بیایید به نمونه هایی از حل مسئله نگاه کنیم.

وظیفه 1:مقدار حرارت صرف شده برای تجزیه 3.6 گرم آب را مطابق با TCA واکنش تجزیه آب تعیین کنید:

می توانید این مشکل را با استفاده از نسبت حل کنید:

در طی تجزیه 36 گرم آب، 484 کیلوژول جذب شد

در طی تجزیه 6/3 گرم آب x کیلوژول جذب شد

به این ترتیب می توان معادله ای برای واکنش نوشت. راه حل کامل مشکل در شکل 1 نشان داده شده است.

برنج. 1. فرمول بندی راه حل مسئله 1

مسئله را می توان به گونه ای فرمول بندی کرد که باید یک معادله ترموشیمیایی برای واکنش ایجاد کنید. بیایید نمونه ای از چنین کاری را بررسی کنیم.

مشکل 2: هنگامی که 7 گرم آهن با گوگرد برهمکنش می کند، 12.15 کیلوژول گرما آزاد می شود. بر اساس این داده ها، یک معادله ترموشیمیایی برای واکنش ایجاد کنید.

توجه شما را به این نکته جلب می کنم که پاسخ این مسئله معادله ترموشیمیایی خود واکنش است.

برنج. 2. رسمی کردن راه حل مسئله 2

1. مجموعه مسائل و تمرین های شیمی: پایه هشتم: برای کتاب های درسی. P.A. Orzhekovsky و دیگران. "شیمی. کلاس هشتم» / پ.ا. اورژکوفسکی، N.A. تیتوف، اف.ف. هگل - M.: AST: Astrel, 2006. (p.80-84)

2. شیمی: معدنی. شیمی: کتاب درسی. برای کلاس هشتم آموزش عمومی استقرار /GE. رودزیتیس، F.G. فلدمن - M.: آموزش، OJSC "کتاب های درسی مسکو"، 2009. (§23)

3. دایره المعارف برای کودکان. جلد 17. شیمی / فصل. ed.V.A. ولودین، وید. علمی ویرایش آی. لینسون. - M.: آوانتا +، 2003.

منابع وب اضافی

1. حل مسائل: محاسبات با استفاده از معادلات ترموشیمیایی ().

2. معادلات ترموشیمیایی ().

مشق شب

1) ص 69 مسئله شماره 1،2از کتاب درسی "شیمی: معدنی". شیمی: کتاب درسی. برای کلاس هشتم آموزش عمومی موسسه، نهاد." /GE. رودزیتیس، F.G. فلدمن - M.: آموزش، OJSC "کتاب های درسی مسکو"، 2009.

2) صص 80-84 شماره 241، 245از مجموعه مسائل و تمرین های شیمی: پایه هشتم: برای کتاب های درسی. P.A. Orzhekovsky و دیگران. "شیمی. کلاس هشتم» / پ.ا. اورژکوفسکی، N.A. تیتوف، اف.ف. هگل - M.: AST: Astrel، 2006.

معادلات واکنش های شیمیایی که حرارتی آنها را نشان می دهد

اثرات نامیده می شود معادلات ترموشیمیایی.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

معادلات ترموشیمیایی دارای تعدادی ویژگی هستند:

الف) از آنجایی که وضعیت سیستم به حالات مجموع مواد بستگی دارد

به طور کلی، در معادلات ترموشیمیایی با استفاده از زیرنویس حروف

(j)، (ز)، (ص) و (د) حالت‌های مواد (کریستالی، مایع، محلول و گازی) را نشان می‌دهند. مثلا،

ب) به طوری که اثر حرارتی واکنش بر حسب kJ/mol یکی از مواد شروع کننده یا محصولات واکنش، در معادلات ترموشیمیایی بیان می شود.

شانس کسری مجاز است. مثلا،

=-46.2 کیلوژول بر مول.

ج) اغلب گرمای واکنش (اثر حرارتی) به صورت ∆H نوشته می شود

شاخص بالایی 0 به معنای مقدار استاندارد اثر حرارتی است (مقدار بدست آمده در شرایط استاندارد، به عنوان مثال، در فشار 101 کیلو پاسکال)، و شاخص پایین به معنای دمایی است که در آن برهمکنش رخ می دهد.

ویژگی معادلات ترموشیمیایی این است که هنگام کار با آنها می توانید فرمول مواد و میزان تأثیرات حرارتی را از یک قسمت معادله به قسمت دیگر منتقل کنید. به عنوان یک قاعده، این را نمی توان با معادلات معمولی واکنش های شیمیایی انجام داد.

جمع و تفریق ترم به ترم معادلات ترموشیمیایی نیز مجاز است. این ممکن است برای تعیین اثرات حرارتی واکنش هایی که اندازه گیری تجربی آنها دشوار یا غیرممکن است، ضروری باشد.

11. قانون هس و نتیجه ای برای قانون هس را تدوین کنید.

قانون هس به شرح زیر است: اثر حرارتی یک واکنش شیمیایی به مسیر وقوع آن بستگی ندارد، بلکه فقط به ماهیت و حالت فیزیکی (آنتالپی) مواد شروع کننده و محصولات واکنش بستگی دارد.

نتیجه 1. اثر حرارتی واکنش برابر است با تفاوت بین مجموع گرمای تشکیل محصولات واکنش و گرمای تشکیل مواد شروع کننده با در نظر گرفتن ضرایب استوکیومتری آنها.

نتیجه 2. اگر اثرات حرارتی تعدادی از واکنش ها مشخص باشد، می توان اثر حرارتی واکنش دیگری را که شامل مواد و ترکیبات موجود در معادلات است که اثر حرارتی آنها مشخص است، تعیین کرد. در عین حال، با معادلات ترموشیمیایی می توانید انواع عملیات حسابی (جمع، تفریق، ضرب، تقسیم) را مانند معادلات جبری انجام دهید.

12. آنتالپی استاندارد تشکیل یک ماده چیست؟

آنتالپی استاندارد تشکیل یک ماده، اثر حرارتی واکنش تشکیل 1 مول از یک ماده معین از مقدار متناظر مواد ساده در شرایط استاندارد است.

13. آنتروپی چیست؟ چگونه اندازه گیری می شود؟

آنتروپیتابع ترمودینامیکی حالت سیستم است و مقدار آن به مقدار ماده (جرم) مورد بررسی، دما و حالت تجمع بستگی دارد.

واحدها J/C

14-قانون دوم و سوم ترمودینامیک را فرموله کنید.

قانون دوم ترمودینامیک

در سیستم های ایزوله (Q=0، A=0، U=const) خود به خود رخ می دهد.

فقط آن دسته از فرآیندهایی که با افزایش آنتروپی سیستم همراه هستند، یعنی S>0.

فرآیند خود به خود زمانی به پایان می رسد که حداکثر در

با توجه به شرایط آنتروپی S max، یعنی زمانی که ∆S=0 باشد.

بنابراین، در سیستم های ایزوله، معیار یک فرآیند خود به خود افزایش آنتروپی است و حد چنین فرآیندی -∆S = 0 است.

قانون سوم ترمودینامیک

آنتروپی هر عنصر شیمیایی در حالت کریستالی ایده آل در دمای نزدیک به صفر مطلق نزدیک به صفر است.

آنتروپی بلورهای غیر ایده آل بزرگتر از صفر است، زیرا می توان آنها را در نظر گرفت

به عنوان مخلوط با آنتروپی اختلاط. این در مورد کریستال هایی که دارای نقص در ساختار کریستالی هستند نیز صادق است. این منجر به اصل می شود

دست نیافتنی بودن دمای صفر مطلق در حال حاضر به دست آمده است

کمترین دما 0.00001 K.