Հաշվարկներ՝ օգտագործելով ջերմաքիմիական հավասարումներ: Քիմիական ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը

Առաջադրանք 1.
Երբ 560 մլ (ն.ս.) ացետիլեն այրվում է ըստ ջերմաքիմիական հավասարման.
2C 2 H 2 (G) + 5O 2 (G) = 4CO 2 (G) + 2H 2 O (G) + 2602.4 կՋ
աչքի ընկավ.
1) 16.256 կՋ; 2) 32,53 կՋ; 3) 32530 կՋ; 4) 16265 կՋ
Տրված է.
ացետիլենի ծավալը՝ V(C 2 H 2) = 560 մլ:
Գտեք՝ թողարկված ջերմության քանակը:
Լուծում:
Ճիշտ պատասխանն ընտրելու համար առավել հարմար է հաշվարկել խնդրի մեջ փնտրվող քանակությունը և այն համեմատել առաջարկվող տարբերակների հետ: Ջերմաքիմիական հավասարման միջոցով հաշվարկը չի տարբերվում սովորական ռեակցիայի հավասարման միջոցով հաշվարկից: Ռեակցիայի վերևում նշում ենք վիճակի տվյալները և պահանջվող քանակությունները, ռեակցիայի տակ՝ դրանց հարաբերություններն ըստ գործակիցների։ Ջերմությունը արտադրանքներից մեկն է, ուստի մենք համարում ենք դրա թվային արժեքը որպես գործակից:

Ստացված պատասխանը համեմատելով առաջարկվող տարբերակների հետ՝ տեսնում ենք, որ թիվ 2 պատասխանը հարմար է։
Մի փոքրիկ հնարք, որն անուշադիր ուսանողներին մղեց սխալ թիվ 3 պատասխանին, ացետիլենի ծավալի չափման միավորներն էին: Պայմանում նշված ծավալը միլիլիտրներով պետք է վերածվեր լիտրի, քանի որ մոլային ծավալը չափվում է (լ/մոլով):

Երբեմն լինում են խնդիրներ, որոնց դեպքում ջերմաքիմիական հավասարումը պետք է կազմվի ինքնուրույն՝ հիմնվելով բարդ նյութի առաջացման ջերմության արժեքի վրա:

Խնդիր 1.2.
Ալյումինի օքսիդի առաջացման ջերմությունը 1676 կՋ/մոլ է։ Որոշեք այն ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը, որի դեպքում ալյումինը փոխազդում է թթվածնի հետ.
25,5 գ A1 2 O 3:
1) 140 կՋ; 2) 209,5 կՋ; 3) 419 կՋ; 4) 838 կՋ.
Տրված է.
ալյումինի օքսիդի առաջացման ջերմություն՝ Qrev (A1 2 O 3) = = 1676 կՋ/մոլ;
Ստացված ալյումինի օքսիդի զանգվածը՝ m(A1 2 O 3) = 25,5 գ։
Գտեք՝ ջերմային էֆեկտ:
Լուծում:
Այս տեսակի խնդիրը կարող է լուծվել երկու եղանակով.
Մեթոդ I
Ըստ սահմանման՝ բարդ նյութի առաջացման ջերմությունը պարզ նյութերից այս բարդ նյութի 1 մոլի առաջացման քիմիական ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունն է։
Գրում ենք A1-ից և O2-ից ալյումինի օքսիդի առաջացման ռեակցիան։ Ստացված հավասարման մեջ գործակիցները դասավորելիս հաշվի ենք առնում, որ A1 2 O 3-ից առաջ պետք է լինի գործակից. «1» , որը համապատասխանում է նյութի քանակին 1 մոլում։ Այս դեպքում մենք կարող ենք օգտագործել ձևավորման ջերմությունը, որը նշված է պայմանում.
2A1 (TV) + 3/2O 2(g) -----> A1 2 O 3(TV) + 1676 կՋ
Մենք ստացանք ջերմաքիմիական հավասարում.
Որպեսզի A1 2 O 3 գործակիցը մնա «1»-ի հավասար, թթվածնի գործակիցը պետք է լինի կոտորակային:
Ջերմաքիմիական հավասարումներ գրելիս թույլատրվում են կոտորակային գործակիցներ։
Մենք հաշվարկում ենք ջերմության քանակությունը, որը կթողարկվի 25,5 գ A1 2 O 3-ի առաջացման ժամանակ.

Եկեք համամասնություն կազմենք.
25,5 գ A1 2 O 3 ստանալուց հետո բաց է թողնվում x կՋ (ըստ պայմանի)
102 գ A1 2 O 3 ստանալու ժամանակ արձակվում է 1676 կՋ (ըստ հավասարման)

Թիվ 3 պատասխանը հարմար է.
Պետական ​​միասնական քննության պայմաններում վերջին խնդիրը լուծելիս հնարավոր եղավ չստեղծել ջերմաքիմիական հավասարում. Դիտարկենք այս մեթոդը.
II մեթոդ
Ըստ առաջացման ջերմության սահմանման՝ 1 մոլ A1 2 O 3 առաջանալիս անջատվում է 1676 կՋ։ A1 2 O 3-ի 1 մոլի զանգվածը 102 գ է, հետևաբար համամասնությունը կարելի է կազմել.
1676 կՋ ազատվում է, երբ ձևավորվում է 102 գ A1 2 O 3
x կՋ ազատվում է, երբ առաջանում է 25,5 գ A1 2 O 3

Թիվ 3 պատասխանը հարմար է.
Պատասխան՝ Q = 419 կՋ։

Խնդիր 1.3.
Երբ պարզ նյութերից առաջանում են 2 մոլ CuS, անջատվում է 106,2 կՋ ջերմություն։ Երբ ձևավորվում է 288 գ CuS, ջերմություն է արտանետվում հետևյալ քանակությամբ.
1) 53,1 կՋ; 2) 159,3 կՋ; 3) 212,4 կՋ; 4) 26,6 կՋ
Լուծում:
Գտե՛ք 2 մոլ CuS զանգվածը.
m(СuS) = n(СuS) . M(CuS) = 2: 96 = 192 գ:
Պայմանի տեքստում CuS նյութի քանակի արժեքի փոխարեն փոխարինում ենք այս նյութի 2 մոլի զանգվածը և ստանում պատրաստի համամասնությունը.
երբ առաջանում է 192 գ CuS, անջատվում է 106,2 կՋ ջերմություն
երբ ձևավորվում է 288 գ CuS, այդ քանակությամբ ջերմություն է արտանետվում XկՋ.

Թիվ 2 պատասխանը հարմար է.

Խնդիրների երկրորդ տեսակը կարելի է լուծել ինչպես ծավալային հարաբերությունների օրենքով, այնպես էլ առանց դրա օգտագործման։ Եկեք նայենք երկու լուծումներին՝ օգտագործելով օրինակ:

Ծավալային հարաբերությունների օրենքի կիրառման առաջադրանքներ.

Խնդիր 1.4.
Որոշեք թթվածնի ծավալը (n.o.), որը կպահանջվի 5 լիտր ածխածնի երկօքսիդ այրելու համար (n.o.):
1) 5 լ; 2) 10 լ; 3) 2,5 լ; 4) 1,5 լ.
Տրված է.
ածխածնի երկօքսիդի ծավալը (n.s.)՝ VCO) = 5 լ.
Գտե՛ք՝ թթվածնի ծավալը (ոչ) V(O 2) = ?
Լուծում:
Նախևառաջ անհրաժեշտ է ստեղծել ռեակցիայի հավասարում.
2CO + O 2 = 2CO
n = 2 մոլ n =1 մոլ
Մենք կիրառում ենք ծավալային հարաբերությունների օրենքը.

Մենք կապը գտնում ենք ռեակցիայի հավասարումից և
Վիճակից վերցնում ենք V(CO): Այս բոլոր արժեքները փոխարինելով ծավալային հարաբերությունների օրենքի մեջ՝ ստանում ենք.

Այսպիսով՝ V(O 2) = 5/2 = 2,5 լ:
Թիվ 3 պատասխանը հարմար է.
Առանց ծավալային հարաբերությունների օրենքի օգտագործման, խնդիրը լուծվում է հաշվարկի միջոցով՝ օգտագործելով հավասարումը.

Եկեք համամասնություն կազմենք.
5 լ CO2-ը փոխազդում է x l O2-ի հետ (ըստ պայմանի) 44,8 լ CO2-ը փոխազդում է 22,4 լ O2-ի հետ (ըստ հավասարման).

Մենք ստացել ենք նույն պատասխանի տարբերակը՝ թիվ 3։

Առաջադրանք 88.

Ո՞ր ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունն է հավասար մեթանի առաջացման ջերմությանը. Հաշվեք մեթանի առաջացման ջերմությունը հետևյալ ջերմաքիմիական հավասարումների հիման վրա.

Ա) H 2 (g) + 1/2O 2 (g) = H 2 O (l); = -285,84 կՋ;
բ) C (k) + O 2 (g) = CO 2 (g); = -393,51 կՋ;
գ) CH 4 (g) + 2O 2 (g) = 2H 2 O (l) + CO 2 (գ); = -890,31 կՋ։
Պատասխան՝ -74,88 կՋ։

Լուծում:
. 105 Պա): Ջրածնից և ածխածնից մեթանի ձևավորումը կարող է ներկայացվել հետևյալ կերպ.

C (գրաֆիտ) + 2H 2 (գ) = CH 4 (գ); = ?

Հիմնվելով այս հավասարումների վրա՝ ըստ խնդրի պայմանների, հաշվի առնելով, որ ջրածինը այրվում է ջրի մեջ, ածխածինը ածխածնի երկօքսիդին, մեթանը ածխաթթու գազին և ջուրը, և Հեսսի օրենքի հիման վրա ջերմաքիմիական հավասարումները կարող են գործել նույն կերպ, ինչ հանրահաշվական. նրանք. Ցանկալի արդյունք ստանալու համար անհրաժեշտ է ջրածնի այրման հավասարումը (ա) բազմապատկել 2-ով, այնուհետև մեթանի այրման հավասարումից (c) հանել ջրածնի (ա) և ածխածնի (բ) այրման հավասարումների գումարը.

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 կՋ.2

Քանի որ առաջացման ջերմությունը հավասար է հակառակ նշանով տարրալուծման ջերմությանը, ապա

(CH 4) = -74,88 կՋ:

Պատասխան՝ -74,88 կՋ։

Առաջադրանք 89.
Ո՞ր ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունն է հավասար կալցիումի հիդրօքսիդի առաջացման ջերմությանը. Հաշվեք կալցիումի հիդրօքսիդի առաջացման ջերմությունը հետևյալ ջերմաքիմիական հավասարումների հիման վրա.

Ca (k) + 1/2O (g) = CaO (k); = -635,60 կՋ;
H 2 (g) + 1/2O 2 (g) = H 2 O (l); = -285,84 կՋ;
CaO (k) + H 2 O (l) = Ca (OH) 2 (k); = -65,06 կՋ։
Պատասխան՝ -986,50 կՋ։

Լուծում:
Ձևավորման ստանդարտ ջերմությունը հավասար է ստանդարտ պայմաններում պարզ նյութերից այս նյութի 1 մոլի առաջացման ռեակցիայի ջերմությանը (T = 298 K; p = 1,0325): . 105 Պա): Պարզ նյութերից կալցիումի հիդրօքսիդի առաջացումը կարելի է ներկայացնել հետևյալ կերպ.

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

Հիմնվելով խնդրի պայմանների համաձայն տրված հավասարումների վրա և հաշվի առնելով, որ ջրածինը այրվում է ջրին, իսկ կալցիումը, արձագանքելով թթվածնի հետ, ձևավորում է CaO, ապա, ելնելով Հեսսի օրենքից, ջերմաքիմիական հավասարումները կարող են գործել նույն կերպ. որպես հանրահաշվականներ։ Ցանկալի արդյունք ստանալու համար անհրաժեշտ է գումարել բոլոր երեք հավասարումները.

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 կՋ։

Քանի որ պարզ նյութերի ձևավորման ստանդարտ ջերմությունները պայմանականորեն ենթադրվում են զրոյական, կալցիումի հիդրօքսիդի ձևավորման ջերմությունը հավասար կլինի պարզ նյութերից (կալցիում, ջրածին և թթվածին) դրա ձևավորման ռեակցիայի ջերմային ազդեցությանը.

== (Ca(OH) 2 = -986.50 կՋ.2

Պատասխանել-986,50 կՋ.

Առաջադրանք 90.
Հեղուկ բենզինի այրման ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը ջրային գոլորշու և ածխածնի երկօքսիդի առաջացմամբ հավասար է -3135,58 կՋ։ Կազմեք ջերմաքիմիական հավասարում այս ռեակցիայի համար և հաշվարկեք C 6 H 6 (l) առաջացման ջերմությունը: Պատասխան՝ +49,03 կՋ։
Լուծում:
Ռեակցիոն հավասարումները, որոնցում դրանց ագրեգացման կամ բյուրեղային փոփոխության վիճակը, ինչպես նաև ջերմային էֆեկտների թվային արժեքը նշված են քիմիական միացությունների նշանների կողքին, կոչվում են ջերմաքիմիական։ Ջերմաքիմիական հավասարումներում, եթե հատուկ նշված չէ, ջերմային էֆեկտների արժեքները մշտական ​​ճնշման Qp-ում նշված են համակարգի էթալպիայի փոփոխությանը հավասար: Արժեքը սովորաբար տրվում է հավասարման աջ կողմում՝ բաժանված ստորակետով կամ ստորակետով։ Նյութի ագրեգացման վիճակի համար ընդունված են հետևյալ կրճատ անվանումները՝ g - գազային, g - հեղուկ, j - բյուրեղային: Այս նշանները բաց են թողնվում, եթե նյութերի ագրեգատիվ վիճակն ակնհայտ է, օրինակ՝ O 2, H 2 և այլն։
Ռեակցիայի ջերմաքիմիական հավասարումը հետևյալն է.

C 6 H 6 (l) + 7/2O 2 = 6CO 2 (g) + 3H 2 O (g); = -3135,58 կՋ.

Նյութերի ձևավորման ստանդարտ ջերմությունների արժեքները տրված են հատուկ աղյուսակներում: Հաշվի առնելով, որ պարզ նյութերի առաջացման ջերմությունները պայմանականորեն ենթադրվում են զրո։ Ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը կարելի է հաշվարկել՝ օգտագործելով Հեսսի օրենքի հետևանքը.

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

(C 6 H 6) = -;
(C 6 H 6) = - (-3135,58) = +49,03 կՋ:

Պատասխան.+49,03 կՋ.

Ձևավորման ջերմություն

Առաջադրանք 91.
Հաշվե՛ք, թե որքան ջերմություն կթողարկվի 165 լիտր (ն.ս.) ացետիլեն C 2 H 2 այրման ժամանակ, եթե այրման արտադրանքը ածխաթթու գազն է և ջրային գոլորշին։ Պատասխան՝ 924,88 կՋ։
Լուծում:
Ռեակցիոն հավասարումները, որոնցում դրանց ագրեգացման կամ բյուրեղային փոփոխության վիճակը, ինչպես նաև ջերմային էֆեկտների թվային արժեքը նշված են քիմիական միացությունների նշանների կողքին, կոչվում են ջերմաքիմիական։ Ջերմաքիմիական հավասարումներում, եթե հատուկ նշված չէ, ջերմային էֆեկտների արժեքները մշտական ​​ճնշման Qp-ում նշված են համակարգի էթալպիայի փոփոխությանը հավասար: Արժեքը սովորաբար տրվում է հավասարման աջ կողմում՝ բաժանված ստորակետով կամ ստորակետով։ Նյութի ագրեգացման վիճակի համար ընդունված են հետևյալ կրճատ անվանումները. Գ- գազային, և- հեղուկ, Դեպի-- բյուրեղային: Այս նշանները բաց են թողնվում, եթե նյութերի ագրեգատիվ վիճակն ակնհայտ է, օրինակ՝ O 2, H 2 և այլն։
Ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է.

C 2 H 2 (g) + 5/2O 2 (g) = 2CO 2 (գ) + H 2 O (գ); = ?

2 (CO 2) + (H 2 O) - (C 2 H 2);
= 2(-393.51) + (-241.83) – (+226.75) = -802.1 կՋ:

Այս ռեակցիայի արդյունքում 165 լիտր ացետիլենի այրման ժամանակ արձակված ջերմությունը որոշվում է համամասնությունից.

22.4: -802.1 = 165: x; x = 165 (-802.1) / 22.4 = -5908.35 կՋ; Q = 5908,35 կՋ:

Պատասխան. 5908,35 կՋ.

Առաջադրանք 92.
Երբ ամոնիակ գազը այրվում է, այն առաջացնում է ջրի գոլորշի և ազոտի օքսիդ: Որքա՞ն ջերմություն կթողարկվի այս ռեակցիայի ընթացքում, եթե նորմալ պայմաններից ելնելով ստացվի 44,8 լիտր NO: Պատասխան՝ 452,37 կՋ։
Լուծում:
Ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է.

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

Նյութերի ձևավորման ստանդարտ ջերմությունների արժեքները տրված են հատուկ աղյուսակներում: Հաշվի առնելով, որ պարզ նյութերի առաջացման ջերմությունները պայմանականորեն ենթադրվում են զրո։ Ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը կարելի է հաշվարկել՝ օգտագործելով Հեսսի օրենքի հետևանքը.

= (NO) + 3/2 (H 2 O) - (NH 3);
= +90,37 +3/2 (-241,83) – (-46,19) = -226,185 կՋ.

Ջերմաքիմիական հավասարումը կլինի.

Մենք հաշվարկում ենք 44,8 լիտր ամոնիակի այրման ժամանակ թողարկված ջերմությունը համամասնությունից.

22.4: -226.185 = 44.8: x; x = 44,8 (-226,185)/22,4 = -452,37 կՋ; Q = 452,37 կՋ:

Պատասխան. 452,37 կՋ

Ջերմաքիմիական հավասարումներ. Ջերմության քանակությունը. որը արտազատվում կամ ներծծվում է ռեակտիվների որոշակի քանակությունների միջև ռեակցիայի արդյունքում, որոնք նշված են ստոյխիոմետրիկ գործակիցներով, կոչվում է քիմիական ռեակցիայի ջերմային ազդեցություն և սովորաբար նշվում է Q նշանով: Էկզոթերմային և էնդոթերմային ռեակցիաներ: Հեսսիական ջերմաքիմիական օրենքը Ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում ջերմության տեսքով էներգիայի արտանետմամբ, կոչվում են էկզոթերմիկ; ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում ջերմության տեսքով էներգիայի կլանմամբ, էնդոթերմ են: Ապացուցված է, որ իզոբար քիմիական պրոցեսներում արտազատվող (կամ կլանված) ջերմությունը ռեակցիայի էթալպիայի նվազման (կամ, համապատասխանաբար, աճի) չափանիշն է։ Այսպիսով, էկզոտերմիկ ռեակցիաներում, երբ ջերմություն է արձակվում, AN-ն բացասական է: Էնդոթերմային ռեակցիաներում (ջերմությունը ներծծվում է) ԱՆ դրական է։ Քիմիական ռեակցիայի ջերմային ազդեցության մեծությունը կախված է սկզբնական նյութերի և ռեակցիայի արտադրանքի բնույթից, դրանց ագրեգացման վիճակից և ջերմաստիճանից։ Ռեակցիայի հավասարումը, որի աջ կողմում ռեակցիայի արգասիքների հետ միասին նշվում է AN էթալպիայի փոփոխությունը կամ Qp ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը, կոչվում է ջերմաքիմիական։ Էկզոթերմիկ ռեակցիայի օրինակ է ջրի առաջացման ռեակցիան՝ 2H2(G) + 02(g) = 2H20(G) Այս ռեակցիան իրականացնելու համար անհրաժեշտ է էներգիա ծախսել H2 և 02 մոլեկուլների կապերը խզելու համար։ Էներգիայի այս քանակները համապատասխանաբար 435 և 494 կՋ/մոլ են: Մյուս կողմից, երբ ձևավորվում է O - H կապ, ազատվում է 462 կՋ/մոլ էներգիա։ O - H կապերի առաջացման ժամանակ թողարկված էներգիայի ընդհանուր քանակությունը (1848 կՋ) ավելի մեծ է, քան H - H և O = O կապերը խզելու վրա ծախսված էներգիայի ընդհանուր քանակությունը (1364 կՋ), հետևաբար ռեակցիան էկզոթերմիկ է, այսինքն. , առաջանալով երկու մոլ գոլորշի ջուր կթողնի 484 կՋ էներգիա։ Ջրի առաջացման ռեակցիայի հավասարումը գրված՝ հաշվի առնելով էթալպիայի փոփոխությունը Էկզոթերմային և էնդոթերմային ռեակցիաներ. Հեսսիի ջերմաքիմիական օրենքը արդեն կլինի ռեակցիայի ջերմաքիմիական հավասարումը: Էնդոթերմիկ ռեակցիայի օրինակ է ազոտի օքսիդի (II) առաջացումը։Այդ ռեակցիան իրականացնելու համար անհրաժեշտ է էներգիա ծախսել՝ ելակետային նյութերի մոլեկուլներում N=N և 0=0 կապերը կոտրելու համար։ Դրանք համապատասխանաբար հավասար են 945 և 494 կՋ/մոլի։ Երբ ձևավորվում է N = O կապը, էներգիան անջատվում է 628,5 կՋ/մոլի չափով։ Ելակետային նյութերի մոլեկուլներում կապերը կոտրելու համար պահանջվող էներգիայի ընդհանուր քանակը 1439 կՋ է և ավելի մեծ է, քան ռեակցիայի արտադրանքի մոլեկուլներում կապերի առաջացման համար թողարկված էներգիան (1257 կՋ): Հետևաբար, ռեակցիան էնդոթերմիկ է և դրա առաջացման համար պահանջում է շրջակա միջավայրից 182 կՋ էներգիայի կլանում։ Ջերմաքիմիական հավասարումներ Էկզոթերմիկ և էնդոթերմիկ ռեակցիաներ. Հեսսիի ջերմաքիմիական օրենքը Սա բացատրում է, որ ազոտի օքսիդը (II) ձևավորվում է միայն բարձր ջերմաստիճաններում, օրինակ՝ ավտոմեքենաների արտանետվող գազերում, կայծակի արտանետումների ժամանակ և չի ձևավորվում նորմալ պայմաններում։

Դասի նյութերից դուք կսովորեք, թե քիմիական ռեակցիայի որ հավասարումն է կոչվում ջերմաքիմիական: Դասը նվիրված է ջերմաքիմիական ռեակցիայի հավասարման հաշվարկման ալգորիթմի ուսումնասիրությանը:

Թեմա՝ Նյութերը և դրանց փոխակերպումները

Դաս. Հաշվարկներ՝ օգտագործելով ջերմաքիմիական հավասարումներ

Գրեթե բոլոր ռեակցիաները տեղի են ունենում ջերմության ազատման կամ կլանման հետ: Ռեակցիայի ընթացքում արտազատվող կամ ներծծվող ջերմության քանակը կոչվում է քիմիական ռեակցիայի ջերմային ազդեցություն.

Եթե ​​ջերմային ազդեցությունը գրված է քիմիական ռեակցիայի հավասարման մեջ, ապա այդպիսի հավասարում է կոչվում ջերմաքիմիական.

Ջերմաքիմիական հավասարումների մեջ, ի տարբերություն սովորական քիմիական հավասարումների, պետք է նշվի նյութի ագրեգատային վիճակը (պինդ, հեղուկ, գազային)։

Օրինակ, կալցիումի օքսիդի և ջրի միջև ռեակցիայի ջերմաքիմիական հավասարումը հետևյալն է.

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

Քիմիական ռեակցիայի ընթացքում արձակված կամ կլանված Q ջերմության քանակը համաչափ է ռեակտիվ նյութի կամ արտադրանքի նյութի քանակին։ Հետեւաբար, օգտագործելով ջերմաքիմիական հավասարումներ, կարելի է կատարել տարբեր հաշվարկներ։

Դիտարկենք խնդրի լուծման օրինակներ։

Առաջադրանք 1:Որոշեք 3,6 գ ջրի տարրալուծման վրա ծախսված ջերմության քանակը ջրի տարրալուծման ռեակցիայի TCA-ի համաձայն.

Դուք կարող եք լուծել այս խնդիրը՝ օգտագործելով համամասնությունը.

36 գ ջրի քայքայման ժամանակ ներծծվել է 484 կՋ

քայքայման ժամանակ ներծծվել է 3,6 գ ջուր x կՋ

Այս կերպ կարելի է գրել ռեակցիայի հավասարում։ Խնդրի ամբողջական լուծումը ներկայացված է Նկար 1-ում:

Բրինձ. 1. 1-ին խնդրի լուծման ձևակերպում

Խնդիրը կարող է ձևակերպվել այնպես, որ դուք պետք է ստեղծեք ռեակցիայի ջերմաքիմիական հավասարում: Դիտարկենք նման առաջադրանքի օրինակ:

Խնդիր 2Երբ 7 գ երկաթը փոխազդում է ծծմբի հետ, արտազատվում է 12,15 կՋ ջերմություն։ Այս տվյալների հիման վրա ստեղծեք ռեակցիայի ջերմաքիմիական հավասարում:

Ձեր ուշադրությունն եմ հրավիրում այն ​​փաստի վրա, որ այս խնդրի պատասխանը հենց ռեակցիայի ջերմաքիմիական հավասարումն է։

Բրինձ. 2. Խնդրի լուծման պաշտոնականացում 2

1.Քիմիայի խնդիրների և վարժությունների ժողովածու՝ 8-րդ դասարան՝ դասագրքերի համար. Պ.Ա. Օրժեկովսկին և ուրիշներ «Քիմիա. 8-րդ դասարան» / Պ.Ա. Օրժեկովսկին, Ն.Ա. Տիտովը, Ֆ.Ֆ. Հեգել. - Մ.: ՀՍՏ: Astrel, 2006. (էջ 80-84)

2. Քիմիա՝ անօրգանական։ քիմիա՝ դասագիրք. 8-րդ դասարանի համար հանրակրթական հիմնում /Գ.Ե. Ռուդզիտիս, Ֆ.Գ. Ֆելդման. - Մ.: Կրթություն, ԲԲԸ «Մոսկվայի դասագրքեր», 2009 թ. (§23)

3. Հանրագիտարան երեխաների համար. Հատոր 17. Քիմիա / Գլուխ. ed.V.A. Վոլոդին, Վեդ. գիտական խմբ. I. Leenson. - Մ.: Ավանտա+, 2003 թ.

Լրացուցիչ վեբ ռեսուրսներ

1. Խնդիրների լուծում. հաշվարկներ՝ օգտագործելով ջերմաքիմիական հավասարումներ ().

2. Ջերմաքիմիական հավասարումներ ().

Տնային աշխատանք

1) էջ. 69 խնդիր թիվ 1,2«Քիմիա. անօրգանական» դասագրքից։ քիմիա՝ դասագիրք. 8-րդ դասարանի համար հանրակրթական հաստատություն»: /Գ.Ե. Ռուդզիտիս, Ֆ.Գ. Ֆելդման. - Մ.: Կրթություն, ԲԲԸ «Մոսկվայի դասագրքեր», 2009 թ.

2) էջ 80-84 թիվ 241, 245Քիմիայի խնդիրների և վարժությունների ժողովածուից՝ 8-րդ դասարան՝ դասագրքերի համար. Պ.Ա. Օրժեկովսկին և ուրիշներ «Քիմիա. 8-րդ դասարան» / Պ.Ա. Օրժեկովսկին, Ն.Ա. Տիտովը, Ֆ.Ֆ. Հեգել. - Մ.: ԱՍՏ: Աստրել, 2006 թ.

Քիմիական ռեակցիաների հավասարումներ, որոնք ցույց են տալիս դրանց ջերմային

էֆեկտները կոչվում են ջերմաքիմիական հավասարումներ.

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

Ջերմաքիմիական հավասարումները ունեն մի շարք առանձնահատկություններ.

ա) Քանի որ համակարգի վիճակը կախված է նյութերի ագրեգատային վիճակներից

ընդհանուր առմամբ, ջերմաքիմիական հավասարումների մեջ, օգտագործելով տառերի ենթագրերը

(ժ), (է), (ժ) և (դ) նշում են նյութերի (բյուրեղային, հեղուկ, լուծված և գազային) վիճակները: Օրինակ,

բ) Որպեսզի ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը արտահայտվի ելակետային նյութերից կամ ռեակցիայի արտադրանքներից մեկի կՋ/մոլով, ջերմաքիմիական հավասարումներով.

Կոտորակի հավանականությունը թույլատրվում է: Օրինակ,

=−46,2 կՋ/մոլ.

գ) Հաճախ ռեակցիայի ջերմությունը (ջերմային էֆեկտը) գրվում է ∆H

Վերին ինդեքսը 0 նշանակում է ջերմային էֆեկտի ստանդարտ արժեքը (ստանդարտ պայմաններում ստացված արժեքը, այսինքն՝ 101 կՊա ճնշման դեպքում), իսկ ստորին ինդեքսը՝ ջերմաստիճանը, որում տեղի է ունենում փոխազդեցությունը:

Ջերմաքիմիական հավասարումների առանձնահատկությունն այն է, որ դրանց հետ աշխատելիս կարելի է հավասարման մի մասից մյուսը փոխանցել նյութերի բանաձևերը և ջերմային ազդեցությունների մեծությունը։ Որպես կանոն, դա հնարավոր չէ անել քիմիական ռեակցիաների սովորական հավասարումներով։

Թույլատրվում է նաև ջերմաքիմիական հավասարումների գումարում և հանում: Սա կարող է անհրաժեշտ լինել՝ որոշելու ռեակցիաների ջերմային ազդեցությունները, որոնք դժվար է կամ անհնար է փորձարարական չափել:

11. Ձևակերպեք Հեսսի օրենքը և Հեսսի օրենքի հետևանքը:

Հեսսի օրենքը ձևակերպված է հետևյալ կերպ. քիմիական ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը կախված չէ դրա առաջացման ուղուց, այլ կախված է միայն սկզբնական նյութերի և ռեակցիայի արտադրանքի բնույթից և ֆիզիկական վիճակից (էնթալպիա):

Եզրակացություն 1. Ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը հավասար է ռեակցիայի արգասիքների առաջացման ջերմությունների և ելակետային նյութերի առաջացման ջերմությունների գումարների տարբերությանը` հաշվի առնելով դրանց ստոյխիոմետրիկ գործակիցները:

Հետևություն 2. Եթե հայտնի են մի շարք ռեակցիաների ջերմային ազդեցությունները, ապա հնարավոր է որոշել մեկ այլ ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը, որը ներառում է հավասարումների մեջ ներառված նյութեր և միացություններ, որոնց համար հայտնի է ջերմային ազդեցությունը: Միևնույն ժամանակ, ջերմաքիմիական հավասարումներով դուք կարող եք կատարել մի շարք թվաբանական գործողություններ (գումարում, հանում, բազմապատկում, բաժանում), ինչպես հանրահաշվական հավասարումների դեպքում:

12. Ո՞րն է նյութի առաջացման ստանդարտ էթալպիան:

Նյութի առաջացման ստանդարտ էթալպիան ստանդարտ պայմաններում պարզ նյութերի համապատասխան քանակից տվյալ նյութի 1 մոլի առաջացման ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունն է։

13. Ի՞նչ է էնտրոպիան: Ինչպե՞ս է այն չափվում:

Էնտրոպիահամակարգի վիճակի թերմոդինամիկական ֆունկցիան է, և դրա արժեքը կախված է դիտարկվող նյութի (զանգվածի) քանակից, ջերմաստիճանից և ագրեգացման վիճակից։

Միավորներ J/C

14.Ձևակերպե՛ք թերմոդինամիկայի 2-րդ և 3-րդ օրենքները:

Թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքը

Մեկուսացված համակարգերում (Q= 0, A= 0, U= const) ինքնաբերաբար տեղի են ունենում

միայն այն գործընթացները, որոնք ուղեկցվում են համակարգի էնտրոպիայի աճով, այսինքն՝ S>0:

Ինքնաբուխ գործընթացը ավարտվում է, երբ առավելագույնը ժամը

տրված էնտրոպիայի պայմանները S max, այսինքն, երբ ∆S= 0:

Այսպիսով, մեկուսացված համակարգերում ինքնաբուխ գործընթացի չափանիշը էնտրոպիայի մեծացումն է, և նման գործընթացի սահմանը -∆S = 0 է։

Թերմոդինամիկայի երրորդ օրենքը

Յուրաքանչյուր քիմիական տարրի էնտրոպիան իդեալական բյուրեղային վիճակում բացարձակ զրոյին մոտ ջերմաստիճանում մոտ է զրոյին։

Ոչ իդեալական բյուրեղների էնտրոպիան զրոյից մեծ է, քանի որ դրանք կարելի է դիտարկել

որպես խառնման էնտրոպիայի հետ խառնուրդներ։ Սա ճիշտ է նաև բյուրեղների համար, որոնք ունեն բյուրեղային կառուցվածքի թերություններ: Սա հանգեցնում է սկզբունքի

բացարձակ զրոյական ջերմաստիճանի անհասանելիությունը. Ներկայումս ձեռք բերված

ամենացածր ջերմաստիճանը 0,00001 Կ.