Θερμοχημεία Σημειώσεις

of 13 /13
1 ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ Όλες οι χημικές αντιδράσεις περιλαμβάνουν έκλυση ή απορρόφηση ενέργειας υπό μορφή θερμότητας. Η γνώση του ποσού θερμότητας που συνδέεται με μια χημική αντίδραση έχει και πρακτική και θεωρητική σημασία. Μας επιτρέπει να υπολογίσουμε παραδείγματος χάρη το ποσό θερμότητας που προκύπτει ανά μονάδα μάζας ενός καυσίμου καθώς και το κόστος του. Πέραν αυτού η γνώση αυτή μας επιτρέπει να υπολογίζουμε ισχύς δεσμών, αν θα πραγματοποιηθεί μια χημική αντίδραση ή όχι ύλη. Η θερμοχημεία είναι μια περιοχή της θερμοδυναμικής που ασχολείται με τα ποσά θερμότητας που ελκύονται ή απορροφούνται σε μια χημική αντίδραση ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ Ενέργεια: είναι η δυνατότητα ή ικανότητα μεταφοράς ύλης. Η ενέργεια υπάρχει σε διάφορες μορφές και μπορεί να μετατρέπεται από την μία μορφή στην άλλη. Είδη ενέργειας Κινητική ενέργεια k E : είναι η ενέργεια που έχει ένα αντικείμενο λόγω της κίνησης του. 2 1 2 k E mu Μονάδες ενέργειας S.I. 2 2 Joule J kg m s Θερμίδα cal : είναι το ποσό θερμότητας που απαιτείται για να αναλυθεί κατά ένα βαθμό κελσίου η θερμοκρασία 1 γραμμομορίου νερού. 1 4,187 cal J Δυναμική ενέργεια P E : είναι η ενέργεια που έχει ένα αντικείμενο λόγω της θέσης του. P E mgh Εσωτερική ενέργεια U: κάθε μια ουσία αποτελείται από μικρότερα σωματίδια όπως μόρια και άτομα. Κάθε ένα από αυτά τα δομικά στοιχεία που απαρτίζουν μια ουσία χαρακτηρίζεται από κινητική και δυναμική ενέργεια. Το άθροισμα των κινητικών και δυναμικών ενεργειών των σωματιδίων μιας ουσίας αποτελούν την εσωτερική ενέργεια U της ουσίας.

Embed Size (px)

Transcript of Θερμοχημεία Σημειώσεις

  • 1

    .

    .

    . ,

    .

    : .

    .

    kE :

    .

    21

    2kE mu

    S.I.

    2 2Joule J kg m s

    cal :

    1 .

    1 4,187cal J

    PE :

    .

    PE m g h

    U:

    .

    .

    U .

  • 2

    totE

    .

    tot k PE E E U

    :

    .

    :

    .

    : .

    q :

    , ,

    .

    .

    . q

    q q

    .

    :

    .

    .

    ( q ).

    ( q )

    ()

    q

    q

    (),

    .

    .

    , , Pq .

  • 3

    H

    .

    H U PV

    ,

    ,

    .

    .

    H .

    H H H

    PH q

    () ..

    2 5 2 3 2

    1

    2C H OH l O g CH CHO l H O l 202.4H kJ

    21

    2Na s H O l NaOH aq Hg g 183.75H kJ

    3 2 2NaHCO aq HCl aq NaCl aq H O l CO g 11,8H kJ

    , H

    .

    H

    , . ..

    ) 2 2 33 2N g H g NH g 91,8H kJ

    3 2 22 3NH g N g H g 91,8H kJ

    ) 2 2 22 2H g O g H O l 572H kJ

    2 2 21

    22

    H O l H g O g 572H kJ

  • 4

    : 4CH :

    4 2 2 220 2CH g g CO g H O l , 890,3H kJ

    128g 4CH .

    4

    4

    4

    ,m CH g

    n CHMB CH g

    4 16MB CH

    4

    1288

    16n CH

    :

    8 890,3

    7122,4

    Q n H

    Q kJ

    Q kJ

    c

    1 . :

    q C T , . .T T T

    n , S ,

    1

    .

    q s m T

  • 5

    1.

    150g 2H O

    20oC 50oC .

    2 4,180 ( )os H O J g C .

    q s m

    4,18 150 50 20ooJ g C K

    41,88 10 J .

    2.

    100 g Cu

    10oC 100oC 0,389 os Cu J g C .

    1

    0,389 100 100 10oog J g C g C

    3500g J .

    3.

    50g 100oC

    290 H 0g 25,32o C . 2H O

    27,18o C . s ;

    .

    1

    25 100,0 27,18oo

    q g s J g C C

    2

    1

    90 4,18 27,18 25,32oo

    H Oq g J g C C

    20,38 oH Oq q x J g C

  • 6

    4.

    34m 2H O 20

    oC

    100oC , 30,10s MJ Kg 1;

    m

    v m v 4 1000 4000Kg

    2 2H O H Oq m s T

    4000 4,18 100 20ooKg KJ Kg C C

    1336000KJ

    1336MJ

    ,

    . ..

    1.

    2 2

    2 2 2

    2 2

    2 2 2 393,7

    12 2 283,3

    21

    2 110 2

    C O g CO g H KJ

    CO g O g CO g H KJ

    C O g CO g H KJ

    2.

    2 2

    2 2 3

    2 3

    148,5

    1 99

    23

    396 2

    S g O g SO g H KJ

    SO g O g SO g H KJ

    S g O g SO g H KJ

  • 7

    .

    oH

    1 mole .

    , 25oC ,

    . 2.

    Hess

    .

    .

    .

    .

    , .

    H :

    2 2C s O g CO g .

    :

    2 2C s O g CO g 393,7H kJ

    2 21

    2CO g O g CO g 283,3H kJ

    :

    21

    2C s O g CO g 110,45H kJ

  • 8

    1

    , WC (

    ) W C; W s C s WC s

    : 3

    32

    2W s O g WO s 840,3H kJ

    2 2C s O CO g 393,5H kJ

    2 3 2

    5

    2WC s O WO s CO g 1195,8H kJ

    :

    3

    2 2

    3 2 2

    32 840,3

    2

    393,5

    5 1193,8

    2

    38

    W s O g WO s H kJ

    C s O CO g H kJ

    WO s CO g WC s O H kJ

    W s C s WC s H kJ

    2

    H :

    2 2 34 3 2 3Al s MnO s Al O s Mn s :

    2 2 32 3 2Al s O g Al O s 335,2H kJ

    2 2Mn s O g MnO 521H kJ

    2 2Mn s O g MnO 521H kJ

    3 :

    2 23 3 3MnO s Mn s O g 3 ( 521 )H kJ

  • 9

    :

    2 2 3

    2 2

    2 2 3

    2 3 2 3352

    3 3 3 1563

    4 3 2 3 1789

    Al s O g Al O s H kJ

    MnO s Mn s O g H kJ

    Al s MnO s Al O s Mn s H kJ

    1mole

    .

    Ag s Ag l 289,2H kJ mole

    1mole ,

    .

    ..

    2 2Cs l Cs g 29H kJ mole

    2 2H O l H O g 44H kJ mole

    2 2Bz l Bz g 30,91H kJ mole

    1mole .

    ..

    HCl g HCl ag 64,87H kJ mole

    2 4 2 4H SO l H SO ag 94H kJ mole

    oH :

    o o o

    f f H H H

    .

    oH f 0.

  • 10

    1

    oH :

    3 2CaCO s Ca s CO g

    : 3 1207,1

    o

    fH CaCO s kJ mole

    635,5ofH CaO s kJ mole

    2 393,7o

    fH CO g kJ mole

    o o o

    f f H H H

    635,5 393,7 1207,1H

    177,9H kJ

    2

    3 2 24 5 4 6NH g O NO g H O g

    : 3 45,9

    o

    fH NH g kJ mole

    90,29ofH NO g kJ mole

    2 241,83o

    fH H O g kJ mole

    o o o

    f f H H H =

    = 4 90,29 6 241,83 45,9 kJ =

    = 361,16 1450,38 183,6kJ =

    = 905,4kJ

  • 11

    3

    :

    1. 2 5 2 3 2

    1

    2C H OH l O g CH CHO l H O l

    :

    2. 2 5 2 2 23 2 3C H OH l O g CO g H O l 1367H kJ

    3. 2 2 2 3C H g HO l CH CHO l 138,1H kJ

    4. 2 2 22C s HO g C H g 229,5H kJ

    5. 2 2 2

    1

    2H g O H O l 285,5H kJ

    6. 2 2C s O g CO g 393,7H kJ

    2 5

    o

    fH C H OH l 3o

    fH CH COH l

    (1) (2),(3),(4),(5),(6).

    : (1)=(2)+(3)+(4)-(5)-2(6):

    2 5 2 2 2

    2 2 2 3

    2 2 2

    2 2 2

    2 2

    2 5 2 3 2

    3 2 3

    2

    1

    2

    2 2 2

    1

    2

    C H OH l O g CO g H O l

    C H g HO l CH CHO l

    C s H g C H g

    H O l H g O g

    CO g C s O g

    C H OH l O g CH CHO l H O l

    1 2 3 4 5 62H H H H H H

    1 1367 138,1 229,5 285,85 2 393,7H kJ

    1 202,4H kJ .

  • 12

    4

    10kg 2CaC

    : 23CaO s C s CaC s CO g

    : 635,5ofH CaO s kJ mole

    5 62,7o

    fH CaC s kJ mole

    110,5ofH O g kJ mole

    12C , 40Ca

    o o

    f f H H H

    = 110,5 62,7 635,5 462,13kJ mole

    2

    2

    1000015,6

    64

    CaC

    CaC

    m gn mole

    g

    1mole 2CaC 460,3kJ , 156 mole 2CaC

    162,3 156 72110kJ .

    5

    1mole 2 2C H 1300kJ mole .

    ; 1m3

    2 2C H 10Atm 10oC . :

    2 393,7oH CaCO kJ , 2 285,85

    o

    fH H OCl kJ 12C , 1H , 16O .

  • 13

    :

    2 2 2 2 2

    52

    2C H g O CO g H O l

    o o

    f fH H H

    2 21300 2 393,7 285,85o

    fkJ H C H

    2 2 226,8o

    fH C H kJ .

    PV nRT

    310 10 0,082 283,15n

    430,7n

    1mole 2 2C H 1300kJ , 430,7 mole 2 2C H

    1300 460,7Q kJ

    559910Q kJ .