Файл: Соляков, В. К. Введение в химическую термодинамику прогр. пособие для самостоят. изучения.pdf

2—11

2)

«Qv =

106,5 кДж».

Ответ неправильный и говорит о недоста­

точной внимательности.

В рассматриваемой реакции число молей газа в си­

стеме

увеличивается, т. е. (при

р = const)

До > 0, а

следовательно,

и р До > 0.

Из уравнения

(2.22)

видно,

что

при

этом

должно

быть

£)„ =Qp +

р До ^ Qp

(знак равенства относится к случаю, когда произведе­

нием

рДо

можно

пренебречь по

сравнению

с

Qp).

Вы же выбрали ответ, по которому

<

QP, что

ни в каком случае не может иметь место.

Вернитесь к фрагменту 2—7 и выберите

другой

ответ.

2—12

3)

«Qp =

180,8 кДж».

Неправильно!

Термохимические

уравнения

всегда

записываются

не для тех количеств веществ, которые имеются в на­

личии, а для тех количеств, которые вступают в реак­

цию. Эти количества (числа молей) указаны стехиомет­

рическими коэффициентами. Избыточное количество

какого-либо из исходных веществ не влияет на

тепло­

вой эффект, так как является попросту балластом.

Тепловой эффект рассмотренной реакции получается

равным 180,8 кДж, если термохимическое уравнение,

почленно

умножив на

4/5,

представить в

виде

NH3 +

0 2 =

- | NO + J- Н20 (г.) +

Qp

отличном от указанного в контрольном вопросе урав­

нения (2.12).

2 — 13

когда

для

разных

путей

процесса

начальное

и конечное

состояния

совершенно

одина­

ковы.

Последнее условие требует, чтобы началь­

ное и конечное состояния были достаточно

полно 'описаны. Для этого необходимо знать:

1) химический состав системы;

для

твердых

2)

агрегатное

состояние,

а

тел — и

кристаллическую

модификацию всех

частей системы;

3) условия существования системы—-тем­

пературу, давление (а также напряженность

гравитационного, магнитного и других полей,

если они существенно влияют на состояние

системы).

Закон Гесса позволяет рассчитывать теп­

ловые

эффекты

одних

химических

реакций

по тепловым эффектам других. Отсюда ста­

новится

возможным определение

Qp и Qv

далее таких реакций, которые в заданных

условиях вообще практически нельзя осуще­

ствить.

Пример. Если слсигание графита произво­

дить

с

избытком

кислорода, то

получается

С02, если

в малом

количестве

кислорода —

смесь СО и С02. Поэтому экспериментально

нельзя провести процесс.с получением только

СО и непосредственно измерить тепловой эф­

фект этой реакции. Пользуясь законом Гесса,

его молено определить по теплотам образова­

ния С02 (из графита и кислорода)

и сгора­

ния СО до С02 в кислороде.

пути полу­

На

рис.

2.5

представлены два

чения С02: прямым сжиганием графита в ки­

слороде

(теплота

этой

реакции

известна:

Qp =

А #1=

— 394 кДле)

и

путем

предвари­

2 -1 3

р = 98 100

Па,

# = 98 100 Па,

Т = 298

К

Т = 298 К •

2) Д # = + 210 кДж/моль

— 2—9

3) АН =

— 76 кДж/моль

— 2—4

2 — 14

4) «Для

решения

не

хватает данных».

Вы не правы!

Поставленная задача

вполне

может

быть решена,

если использовать сведения об идеальном газе, приве­

денные во фрагменте 0— 1.

Действительно, заменив в уравнении (2.22) полные

объемы газа в системе для исходного и конечного со­

стояний гфаз

и іфар°д

йа

мольный объем идеального

газа Ѵнд. газ с учетом числа молей п

газообразных

веществ в системе до

и после протекания

реакции:

,гнсх

,7Oj

1

2

1!Прод =

,!СО ~

I'

2 -1 4

получим:

up. г»аз

Qo

я СОР^нд. газ “I” ^ оД ^ и д . газ

Qp

Qv

Чтобы найти Qv, к последним двум членам этого

равенства нужно применить уравнение состояния

идеального газа. Необходимое для расчета значение уни­

версальной газовой

постоянной [Я= 8,314 Д ж /(К-моль)]

уже приводилось ранее в 0—1. Получив числовой ре­

зультат, вернитесь к фрагменту 2—7 и выберите соот­

ветствующий ответ.

2—15

2)

«Qp = 452 кДж».

Ответ неправильный.

Термохимические

уравнения

(а

следовательно, и

входящие в их состав величины Qp или Qv) записы­

ваются не для

тех

количеств -веществ, которые имеются

в исходной системе, а

для определенного их количе­

ства, вступающего в реакцию. Это количество указано

стехиометрическими

коэффициентами

термохимического

уравнения. Избыточное количество -того или иного из

исходных веществ является балластом, так как

не всту­

пает в реакцию и не влияет на ее тепловой эффект.

Тепловой эффект рассмотренной реакций получается

равным Qp =

452 кДж,

если

термохимическое

уравне­

ние записать в виде, отличном

от уравнения (2.12):

2NH3 +

0 2 =

2NO +

ЗН20

(г.) + Qp

Вернитесь к фрагменту 2—4 и

выберите

другой

ответ.

2 16

2) «Qp — QfcjOj+

QcoP — 3QfcO». ■

2 - 1 6

теплового эффекта.

Для реакции, записанной

в виде

ajAj + а2А2 + а3А 3 + . . .

. . . =

-j- Ь2В2+ 63В3 + ••• + Qp

dQp

d (ДЯ)

d {Нв -

НА)

dT

dT

dT

И Л И

dQp

dHА

dHg

(2.31)

dT

dT

dT

где

Hа I! Hв — суммарные

энтальпии

соответственно

всех

исходных

веществ

и всех продуктов реакции.

~jjr- — (Cp)A — (Cp)ß= АСр

(2.35)