Химическая термодинамика. Изменение энтальпии.

[Knamys]

1. Определить, чему равно изменение энтальпии термического разложения 278 г тетраиодида титана, если его стандартная энтальпия образования составляет - 92 ккал/ моль.

 

2. Как изменяются энтальпия и энтропия системы в процессе растворения твердого вещества ?

 

3. Можно ли получить бензол по реакции: 6СО2 (г) + 15Н2 (г) = С6Н6 (г) + 12 Н2О (г) ? DН° СО2 (г) = -393,5 кДж/ моль; S° СО2 (г) = 213,6 Дж/ моль K; DН° Н2О (г) = -89,8 кДж/ моль; S° Н2О (г) = 188,6 Дж/ моль К; DН° С6Н6 (г) = 82,8 кДж/ моль; S° С6Н6 (г) = 264,8 Дж/ моль К; S° Н2 (г) = 130,1 Дж/ моль К .

[bacan]

1. Решение:
M(TiI₄) = 555,5 г/моль.
Уравнение реакции термического разложения тетраиодида титана:
TiI₄ = Ti + 2I₂
Так как энтальпии простых веществ равны нулю, то энтальпия термического разложения тетраиодида титана численно равна его стандартной энтальпии образования - 92 ккал/ моль.
Тогда
n(TiI4) = m(TiI₄)/M(TiI₄) = 278/555,5 = 0,5 моль;
∆Н°х.р. = n(TiI₄) * ∆Н°(TiI₄) = 0,5 * 92 = 46 ккал.

2. Решение:
Растворение твердых веществ часто идет с поглощением теплоты (ΔН > 0) и обычно сопровождается ростом энтропии (ΔS > 0). 
Объясняется это тем, что при растворении веществ связь между частицами (молекулами, атомами, ионами) в растворенном веществе и растворителе разрушается, что связано с поглощением теплоты (ΔН > 0).  (Есть твердые вещества, которые при растворении выделяют теплоту, например тиосульфат (ΔН < 0) ).
Энтропия растворения – это мера хаоса или беспорядка, которая возникает при растворении вещества в растворителе. 
При растворении твердого вещества в растворителе происходит перемешивание молекул вещества и растворителя, что приводит к увеличению хаоса или беспорядка в системе. Переход системы из более устойчивого состояния (кристалл) в мене устойчивое (жидкость) приводит к увеличению энтропии системы (ΔS > 0).

3. Решение:
 Расчет энтальпии реакции, получим:
ΔН°х.р.= [12ΔН°Н₂О(г) + ΔН°С₆Н₆(г)] - [6ΔН°CO₂(г) + 15ΔН°H₂(г)];
ΔН°х.р.= [12(-241,8) + 82,8] - [6(-393,5) - 15 * 0] =    -457,8 кДж/моль.
Расчет энтропии реакции получим:
ΔS°х.р. = [12S°Н₂О(г) + S°С₆Н₆(г)] - [6S°CO₂(г) + 15S°H₂(г)];
ΔS°х.р. = [12(188,6) + 264,8] - [6(213,6) + 15(130,1)] = -705,1 Дж/(моль·К) = -0,7051 кДж/(моль·К).
 Для расчета ΔG°₂₉₈ воспользуемся уравнением:
ΔG°₂₉₈ = ΔН° – TΔS°;
ΔG°₂₉₈ = -457,8 – 298(-0,7051) = –247,7 кДж.
Таким образом, ΔG°298 < 0, поэтому самопроизвольное протекание данного процесса при 298 К возможно. 

 

Подобные задачи