Метан теплота образования

Уравнение (15-7) представляет собой самое важное для химии следствие из первого закона термодинамики. Оно говорит о том, что теплота реакции, проводимой при постоянном давлении, является функцией состояния. Теплота реакции равна разности между энтальпией продуктов и энтальпией реагентов. Она не зависит от того, протекает ли на самом деле реакция в одну стадию Или в несколько последовательных стадий. С этим законом аддитивности теплот реакций мы уже познакомились в гл. 2, где он был сформулирован без доказательства, но теперь оно становится очевидным. В разд. 2-6 приводился пример с гипотетическим синтезом алмаза, где указывалось, что теплота образования алмаза из метана не зависит от того, получают ли алмаз непосредственно из метана или же метан сначала окисляется до СО2, а затем диоксид углерода используется для получения алмаза [c.22]

Химика интересует не только энергетика процессов, в частности теплота образования (разложения) данного вещества или теплота его взаимодействия с другими веществами, но и реакционная способность различных веществ. Например, карбид алюминия не распадается, но не терпит соприкосновения с водой, образуя метан СН4 и гидроксид алюминия А1 (ОН)з. Почему это так [c.33]

В этих уравнениях используются еще две величины — теплоты, затрачиваемой на сублимацию одного моля графита или выделяющейся при его конденсации из газа 715,0 кДж и теплоты образования молекулярного водорода из атомов 436 кДж. Найденная величина 1661,8 кДж намного больше теплоты образования метана из элементов, что обусловлено значительно большим запасом энергии у атомов по сравнению с молекулами. Эта величина представляет собой энергию, которую надо затратить, чтобы разъединить молекулу метана на атомы (такие величины называются теплотами атомизации). Так как в метане, [c.31]

Родоначальник ряда—метан—имеет четыре связи типа С—Н. Каждый последующий член ряда прибавляет к ним метиленовую группу СН2, дающую дополнительно три связи, из которых одна связь типа С—С и две связи типа С—Н. Возникновение таких связей при образовании молекулы углеводорода требует определенной затраты энергии (теплота образования). Число связей в любом углеводороде метанового ряда равно [c.18]

Многие термохимические данные получают путем калориметрических измерений теплот сгорания. Например, стандартную теплоту образования метана нельзя определить непосредственно путем соединения углерода с водородом. Однако сам метан можно окислить, используя реакцию его сгорания в кислороде, из которой определяется теплота сгорания метана. Поскольку нам уже известны стандартные теплоты образования СО2 и Н2О, с их помощью удается вычислить теплоту образования метана. [c.311]

Выше указано, что для определения энергии всех подтипов углерод-углеродных связей достаточно знать или энергию связей (С -Н), (Са—Н), (Сз—Н), или теплоту образования радикалов (СНз), (СИг) и (СН---). Средняя энергия связи (С -Н) в радикале (СНз) может быть найдена по теплоте его образования. Последняя определяется по энергии диссоциации связи (СНд—Н) в метане. [c.7]

Энергия диссоциации первого водородного атома в метане равна 102+2 ккал [13, 20] и рассчитана с той точностью, с какой возможно определить по методу электронного удара. В наших расчетах принята энергия разрыва связи 0(СНд—Н)=101,84 ккал. При теплоте образования метана, равной 397,12 ккал, на долю радикала (СНз) остается 397,12 — 101,84 = 295,28 ккал. [c.8]

Основным источником погрешностей расчета для большей части веществ, свойства которых приведены в табл. 2 и 3, являлись неточности в теплотах образования их из элементов. Однако в ряде случаев [например метан, этан, этен (этилен) и др.] мы знаем тепловой эффект достаточно точно для того, чтобы погрешности в нем не дали существенных ошибок в получаемой в результате вычислений константе равновесия. В этих случаях, чтобы получить надежные результаты, нам необходимо применить вполне надежные и точно рассчитанные зависимости теплового эффекта и энтропии или, что то же, свободной энергии от температуры. Как правило, при такого рода расчетах использование экспериментальных х,анных для теплоемкостей реагирующих веществ не позволяет добиться нужной точности. [c.169]

В тех случаях, когда известны теплоты образования соответствующих метанов, в таблицу включены также теплоты образования трифтор- и трихлорметильных радикалов. Энергии диссоциации, полученные по данным метода электронного уда- [c.359]

Уравнение (4.25) определяет энергию связи С—Н. Эта последняя равна V4 энергии, требуемой для разложения газообразного метана до атомов газообразных водорода и углерода, находящихся в нормальном (невозбужденном) состоянии при температуре абсолютного нуля. Ввиду неочевидности предположения об эквивалентности четырех связей С—Н в метане и неточности теплоты сублимации графита, приведение обычной теплоты образования при комнатной температуре к 0°К ничем не оправдано. Приняв данные Быховского и Россини для теплоты диссоциации Hj и величину —17 807 для АН образования СН при 18° С, получим [c.51]

С энергиями связей в метане ассоциируется и еще один вопрос. В методе локализованных орбиталей каждую орбиталь представляют как образующуюся в результате локализованного перекрывания хр -гибридной орбитали углерода и АО водорода. Создается впечатление, что атом углерода первоначально должен находиться в таком состоянии, когда каждый из его четырех валентных электронов занимает одну из четырех гибридных АО. Из приведенных ранее в этом разделе соображений следует, что такое состояние, когда четыре электрона на гибридных орбиталях обладают параллельными спинами, может возникнуть из состояния, в котором четыре электрона с параллельными спинами расположены на нормальных 25-, 2рх-, 2ру- и 2рг-АО. Такое состояние представляет собой возбужденное 5-состояние атома углерода. Оно, как известно, расположено приблизительно на 100 ккал/моль выше основного Р-состояния (см. разд. 4.2), Поэтому согласно приводимому в учебниках описанию молекулы метана сначала необходимо промотировать атом углерода в состояние 5, а уже потом строить четыре локализованные связи. Тогда теплота образования АЯ равна учетверенной истинной энергии связи СН минус энергия промотирования (---100 ккал/моль). [c.183]

Стандартная теплота образования при 298° К может быть рассчитана по методу групповых составляющих, разработанных Андерсоном, Байером и Ватсоном [21, 55]. Каждое соединение считается состоящим из основной группы, модифицированной добавлением других групп. Основные группы перечислены в табл. IV. 14. Они включают метан, циклопентан, бензол, нафталин, метиламин, диметиламин, триметиламин, диметиловый эфир и форм-амид. Например, этан может рассматриваться как модификация [c.238]

В связи с этим представляет интерес найти энергию нормальной С=0 связи для соединений, в которых резонанс невозможен, и сравнить ее с энергий С=0 связей соединений, имеющих резонансные формы. У альдегидов резонанс невозможен. Зная энергию связи С—Н, мы можем найти энергию связи С=0 сравнением теплот сгорания или теплот образования ацетальдегида или глиоксаля, ОНС—СНО, и этана или сопоставляя теплоты сгорания или образования формальдегида и метана. К сожалению, это дает несовпадающие результаты. Для приведенных вьще трех соединений получено соответственно 7,23, 7,39 и 6,69 электрон-вольта. Во всяком случае, все эти величины ниже, чем величина, установленная для С=0 связи в соединениях с резонансными формами. Метилформиат (сравниваемый с простым метиловым эфиром), муравьиная кислота (сравниваемая с метиловым спиртом) и углекислота (сравниваемая с метаном) дают соответственно 7,90, 7,97 и 7,88 электрон-вольта, из чего вытекает, что резонансная энергия значительно усилила связь. [c.203]

Ацетилен — соединение с большим теплосодержанием. Если образование этана из элементов сопровождается выделением 83,5 кДж/моль, то при образовании этилена и ацетилена теплота поглощается (соответственно 52 и 226 кДж/моль). Этим объясняется термодинамическая неустойчивость ацетилена и способность к самопроизвольному распаду со взрывом. Кислородно-ацетиленовое пламя имеет температуру более 3000 °С, в то время как метан позволяет достичь лишь 2000 °С. В баллонах ацетилен хранят в виде раствора (в ацетоне) с пористым носителем, так как работа с неразбавленным газом при давлении свыше 0,15 МПа опасна. [c.70]

Авторы работы [39], детально рассматривая механизм образования углеводородов, показали, что десорбция продуктов и все стадии, предшествующие зарождению цепи, не могут контролировать процесс образования углеводородов, так как энергии активации этих стадий малы по сравнению с теплотой активации процесса [13], равной 2Ъ ккал/моль. Что касается стадий полимеризации и прекращения роста цепей, то последняя должна протекать медленнее первой, так как в противном случае основным продуктом синтеза будет метан, а не высшие углеводороды. [c.121]

Наиболее важные энергии связи получают не из теплот образования индивидуальных соединений, как, скажем, метан или этан, а путем усреднения значений, найденных для целых классов соединений например, энергии связей С—Н и С—С определены путем усреднения по множеству углеводородов. Подобные значения, подобранные для наилучщего соответствия некоторым типам связей, приведены в табл. 15-1. Отметим, что усредненное значение энергии связи С—Н отличается на ЗкДжмоль от значения, найденного для метана. В расчетах энергий связей ощибки порядка 5-10 кДж моль считаются допустимыми. [c.29]

На основе имеющихся в литературе экспериментальных данных по энергиям диссоциации связей (С—Н) в метане, этане, пропане, бутане, этене и связи (Сдр—Сх) в толуоле установлены теплоты образования указанных выше радикалов. [c.32]

Некоторые сомнения по этому вопросу высказал Лонг [209] в связи с экспериментальными значениями теплот образования. По-видимому, источник недоразумений заключается в том, что даже в метане состояние атома углерода нельзя полностью свести к лр -гибридизации, Водж [389] и другие показали, что двухвалентные р -состсяния также играют существенную роль, приче.м их относительный вес равен 30—40%. Это понижает эффективную величину энергии валентного состояния (см. рис. 8.9) и снижает разность между энергиями валентного состояния и основного состояния от [c.222]

Масс-спектрометрические измерения показали, что потенциал появления С2Н5 из этана равен 15,2 в, а из пропана (другим продуктом является СНз) равен 14,5 в. Теплота образования метана АЯ/ = —17,9 ккал1моль, а остальные необходимые данные можно найти в задаче 66. Вычислите энергию диссоциации первой связи С—Н в метане Д(СНз—Н). [c.406]

Е210. Margrave J. L., Использование масс-спектрометрических потепциалов появления в термохимических вычислениях. II. Последовательность соотношений для метапа и замещенных метанов и теплота образования H3F. Там же, стр. 475—476. [c.661]

К принципу аналогии в реакциях Вант-Гофф отнес также примеры с применением данных по тепловым эффектам ж скоростям реакций. Говоря о скоростях реакций, Вант-Гофф безусловно мог иметь в виду рассмотренные в главе УП1 работы Меншуткина (1877 г. и след.), который обнаружил влияние строения органических соединений на скорость протекания органических реакций. Применение данных о тепловых эффектах реакций ддя суждения о продуктах реакции Вант-Гофф иллюстрирует примером теоретически возможного (опять-таки с точки зрения формальной валентной схемы) хлорирования уксусной кислоты и получения двух продуктов замещения СНзСЮОаН и СНдСОзС . В пользу получения хлоруксусной кислоты говорит то, что теплота образования ее больше, а теплота образования продукта замещения хлором карбоксильного водорода меньше, чем самой уксусной кислоты, что следует также из аналогии с реакциями замещения хлором водорода в метане и воде. При этом Вант-Гофф делает ссылку на работы Томсена (1880), который определение строения углеводородов строит по тому же принципу. [c.297]

Очевидно, что число 3,74 получено путем умножения доли двойной связи р = 0,623 в каждой из шести связей на 6, а 2,26 = = (1 — р)-6. Принимая энергию связи С—П такой, как в метане, связи С —С —как в этане и связи С=С — как в этилене и вводя поправки на принятую теплоту сублимации углерода, Пенни получил расхождение своего вычисленного значения теплоты образования бензола с опытным значением в одном случае в 0,2 ккая/моль, а в другом в 0,5 ккал/мэль. Такие же небольшие расхождения между рассчитанными и опытными числами были для толуола, этил- и пропилбензолов и для нафталина. Вообще, как пишет Пенни в заключение, между его порядками связей и энергией связей существует прямое отношение. Например, превышение порядка связи в бензоле 1,623 над 1,5 —это мера эффекта резонанса. [c.228]

IV. I. Известны теплоты образования следующих соединений метан 392,8, этан 669,2 и этилен 534,8 ккал/моль. Вычислите теоретическую теплоту образования 6,6-диметилгептадиена-2,4. Какова реальная теплота образования этого соединения (больше или меньше вычисленной) и почему [c.64]

Среди возможных заменителей элементарного фтора, привлекает внимание окись фтора ОГа (т. кип.—146,5°,. т. нл.— 223,8°, плотность 1,65 г/сж при—190°). Теплота образования окиси фтора 130 ккал1кг аналогично озону она обладает сильно выраженными окислительными свойствами. Окись фтора высокотоксичное вещество при 300° она распадается на фтор и кислород. При обычной температуре окись фтора при смешении с водородом, метаном и другими веществами не дает восшиаменения, как это наблюдается при смешении указанных веществ с фтором. [c.38]

При вычислении постоянных Дьюар и Шмизинг использовали экспериментально найденные длины связей СС в алмазе и СН в метане и этилене, теплоты образования этих соединений, а также ацетилена, и, кроме того, силовые постоянные в этане, этиленеи ацетилене. [c.248]

Вычислевие теплот образования из энергий связей. Ввиду больших расхождений величин так называемых энергий связи , полученных из термохимических данных и из кинетического изучения термических и фотохимических реакций, может показаться,, что величины теплот образования, вычисленные из энергий связей, не имеют достаточного физического смысла. Однако в некоторых случаях, особенно при рассмотрении членов гомологических рядов, представление об энергии связей можрт оказать некоторую помощь в установлении теплот образования для членов ряда, не изученных экспериментально. Основой для большинства расчетов энергий связей, включающих углерод, является эквивалентность четырех связей СН в метане. На основании этого предположения и точного выбора величин для энергии сублимации графита и энергии возбу ждения, необходимой для перехода двухвалентного углерода в четырехвалентное состояние, можно, переходя от соединения к соединению, обладающему каждый раз лишь одной новой добавочной связью, получить набор энергий связей, которые будут хорошо согласовываться между собой, но физический смысл которых сомнителен. [c.51]

Необходимо подчеркнуть также, что использование локализованных орбиталей tl, 2, 4 и может быть оправдано только для расчета полной энергии и полного электронного распределен ния и, следовательно, для предсказания таких свойств молекулы, которые зависят только от этих величин, например теплоты образования или дипольного момента. Их можно назвать колле/с-тивными свойствами в отличие от одноэлектронных свойств, ко торые зависят только от орбиталей, занятых отдельными электронами. При расчете одноэлектронных свойств (например, поглощения света при электронном возбуждении или потенциалов ионизации) необходимо использовать истинные МО. Таким образом, представление о метане как о молекуле с локализованными связями оказывается совершенно искусственным в следующем разделе будет показано, что это относится ко всем тра- [c.182]

Исходя из атомной теплоты образования общая энергия одной связи С—Н в метане определяется равной 397,2 4 — 99,3 ккал/г-связь. Для этой связи с1ся — 1,09 А) имеем Л = 332(бнбс)/т-1,09 = 305-0,087-0,348/т=9,15/т и /( = (99,3-9,15/т)/(1,19+ + 1) = 45,34 — 4,18/т. Следовательно, общее уравнение для энергии связИ С—Н приобретает вид Эсн =(45,34 — 4,18/т)-( сп + 1) — 305(OhSg)/t. Подобным же образом для связи С—С d = 1,54 А) получаем = 332 6 )jx 1,54 = 216 1х [c.601]

Таким образом, можно видеть и в метане то углеродистое соединение, которое в подходящих условиях способно стать источником усложнения химических форм, вплоть до всех углеводородов, входящих в состав нефти. Рассеяние углеродных атомов сложной материи до образования молекул метана и вновь ассоциация этих атомов, на основе химических превращений метана, до высших форм органических веществ представляет постоянно идущий в природе динамический процесс. Не надо забывать, что теплота образования метана выражается небольшой величиной (22 калории), тогда как скрытый в нем запас химической энергии, выраженный в тепловых единицах, очень велик, почти в 10 раз больший. Этот 3)апас энергии только ступенчато постепенпо расходуется при образовании из метана более сло- кных углеродистых форм. Следовательно, конечный продукт распада органических веществ, богатый скрытой в нем энергией, может стать нэ1чалом возникновения и эволюции из пего новых форм органических соединений. [c.571]

На рис. 4.11 показано распределение температур по высоте промышленного генератора защитных атмосфер с насадкой из крупных неподвижных активных частиц [4]. Он представляет собой обогреваемую снаружи цилиндрическую реторту, заполненную катализатором на высоту около 1 м. Под слоем катализатора предусмотрено пустое пространство высотой около 0,35 м, в котором часть метана, сгорая с кислородом до СО2 и Н2О, выделяет теплоту, достаточную для разогрева всей смеси до 1050—1100°С. Выше, в слое активной насадки, образовавшиеся СО2 и Н2О реагируют с остальным метаном, образуя СО и Н2. Эти реакции сильно-эндотермичны, поэтому температура по высоте эндогенератора падает, несмотря на подвод теплоты от стен. Поскольку процесс ведут при в OI (чтобы в получаемом эндогазе практически не было окисляющих СО2 и Н2О), снижение температуры ниже 800 °С приводит к образованию сажи, выделяющейся в порах катализатора и вызывающей его разрушение. Выравнивание температурного поля является для этих генераторов жизненно важной задачей. [c.206]

Соответственно такому определению обычную батарейку карманного фонаря, в которой окисление цинка в присутствии хлористого аммония с образованием тетрааминхлорида цинка сопровождается выделением электроэнергии Э вместо теплоты Т, можно рассматривать как топливный элемент косвенного действия [4]. При этом вторичное топливо — цинк может быть получено из такого естественного сырья, как цинковая обманка (сфалерит) или галмей (каламин), путем восстановления первичным топливом — углем или метаном. Конечно, [c.17]

В. А. Ройтер [412], исходя из других соображений, также нашли существование кривых вулканообразного типа для ряда реакций. Эти соображения состоят в том, что для ступенчатых реакций наиболее выгодным предполагается такой путь, на котором теплоты реакции каждой ступеньки приблизительно равны (ср. [413]). Такие кривые были получены для реакций окисления водорода, окиси углерода, метана и аммиака кислородом, реакции синтеза аммиака, конверсии окиси углерода, восстановления окиси углерода водородом в метан и др. (по собственным и литературным данным). По оси ординат откладывается логарифм удельной каталитической активности при определенной температуре, а по оси абсцисс — изменение энтальпии предполагаемой промежуточной стадии (большей частью — образования окислов из элементов). Авторы указывают на аналогию их результатов с результатами, полученными на основании мультиплетной теории. [c.224]

Фактически эту реакцию обычно проводят в две ступени на первой протекает взаимодействие метана с водяным паром при высокой темпера-тлфе с образованием СО и Hg. Затем, при более низкой температуре, проводят конверсию СО с дополнительным количеством водяного нара в СО2, получая также водород. Следы СО удаляют иа ступени метанирования, после которой часть водорода снова превращается в исходный углеводород — метан. Процесс требует затраты энергии. Для получения ) водорода паровой конверсией расходуется такое количество сырья и топлива, простое сжигание которого сопровождалось бы выделением 4230 ккал. Разность между этой величиной и теплотой сгорания 1 водорода, равная 1780 ккал, и составляет расход энергии на собственно конверсию. [c.51]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология