Энтальпия реакции, энтальпия образования химического соединения

Используя значения энергии связи, можно вычислять энтальпии различных реакций, в частности стандартные энтальпии образования химических соединений. В приложении 3 дана таблица средних энергий связи. Энергия связи в двухатомных молекулах, как уже говорилось, численно равна энергии диссоциации, значения которой для ряда наиболее интересных молекул сведены в таблице приложения 2. [c.208]

Для практического применения закона Гесса необходима знать стандартную энтальпию образования АН°т соединений и элементов. Очевидно, невозможно определить абсолютное значение энтальпии и внутренней энергии, поэтому оказалось необ ходимым выработать специальное соглашение о правилах вычисления стандартной энтальпии образования ДЯ°2Э8 обр. Стандартная энтальпия элементов в стабильной модификации при 298,15 К принята равной нулю. Так, например, стандартная энтальпия образования Нг, Ог, N2 и аналогичных двухатомных молекул принята равной нулю, в то же время энтальпия образования атомов Н, О и N не равна нулю, так как, для образования атомов из молекул необходимо затратить энергию. Стандартная энтальпия образования углерода также принята равной нулю для модификации углерода — графита при температуре 25 °С и нормальном давлении, а стандартная энтальпия образования алмаза равна 0,92 кДж/моль. На основе закона Гесса из энтальпий сгорания, энтальпий реакции или энтальпий растворения можно рассчитать и свести в таблицы стандартные энтальпии образования химических соединений. В таблицах также указано агрегатное состояние, в котором находятся эти соединения в стандартном состоянии (индекс внизу справа). [c.226]

Обычно в таблицах термодинамических свойств веществ приводятся стандартные значения энтальпии, представляющие собой тепловые эффекты при постоянном давлении, равном 100 кПа, отнесенные к температуре 298,16 К. В химической термодинамике, как и в термохимии, оперируют такими понятиями, как энтальпия образования сложного вещества из простых веществ или энтальпия разложения веществ, энтальпия перехода из одного агрегатного состояния в другое и т. п. Так, например, энтальпия образования СО2 представляет собой величину теплового эффекта (при p= onst) реакции образования СО2 (газ) из графита и молекулярного кислорода. Энтальпия воды (газ) соответствует тепловому эффекту реакции соединения молекулярных водорода и кислорода. При этом энтальпию образования простых веществ в их наиболее устойчивых состояниях при температуре 298 К условно считают равной нулю. [c.53]

Тепловые эффекты химических реакций. Термохимические уравнения. Теплота (энтальпия) образования химических соединений. Закон Гесса и следствия из него. [c.501]

В середине прошлого века М. Бертло на основании большого числа определений тепловых эффектов химических реакций выдвинул принцип, согласно которому химическое сродство определяется количеством тепла, выделяющегося при реакции. Из принципа Бертло следует, что самопроизвольно могут протекать только экзотермические реакции. Легко видеть, что этот принцип неправилен хотя бы потому, что существуют самопроизвольные процессы, протекающие с поглощением тепла, например растворение многих солей в воде. Казалось бы, принцип Бертло оправдывается для реакций образования многих соединений из элементов, которые происходят с выделением тепла и идут практически до конца. Однако в действительности это справедливо лишь при относительно низких температурах. При достаточно высоких температурах эти же реакции самопроизвольно протекают в обратном направлении, т. е. происходит диссоциация соединений, сопровождающаяся поглощением тепла. Мы уже видели, что полнота завершения реакций зависит от температуры и концентраций. По существу принцип Бертло находится в противоречии с самим фактом существования химического равновесия. Это обусловлено тем, что М. Бертло основывался лишь на величинах ДЯ, т. е. на представлениях первого закона термодинамики, который, как отмечалось, дает лишь балансы тепловых явлений. Поэтому величина изменения энтальпии при реакции ДЯ не может служить мерой химического сродства. Такой мерой является величина ДО, определяемая уравнением [c.53]

Это означает, что обмен может идти через стадию образования промежуточных продуктов и имеет некоторую константу равновесия, которая, впрочем, почти всегда равна единице (что соответствует равномерному распределению изотопа между обменивающимися соединениями). Поскольку при изотопном обмене не происходит собственно химических превращений, энтальпия реакции обмена АЯ = 0, т. е. процесс идет адиабатически (разд. 19.2.3). Единственной движущей силой этой реакции является увеличение энтропии, происходящее при выравнивании концентрации изотопа в обменивающихся веществах (подобно энтропии смешения газов, разд. 22.1.2). [c.202]

Важной задачей химии является изучение процессов превращения веществ — химических реакций. В данной главе будут рассмотрены энергетические эффекты и направление химических реакций, возможность или невозможность самопроизвольного протекания химических процессов. Так как эти вопросы входят в круг задач, изучаемых химической термодинамикой, то вначале рассмотрим некоторые общие понятия этой науки внутренняя энергия и энтальпия системы термохимические законы и расчеты энтальпия образования химических соединений и т. п. [c.84]

Стандартной энтальпией образования химического соединения называют стандартное изменение энтальпии в результате реакции образования 1 моля этого вещества из простых веществ, взятых в том агрегатном состоянии, в котором они находятся при стандартных условиях и данной температуре. [c.9]

Энергия связей и энергетика реакций. По своему термодинамическому смыслу энергия связи является электронной составляющей энтальпии соединения при абсолютном нуле Кельвина. Стандартные энтальпии образования химических веществ, вычисляемые для 298,15 К (25 °С) и давления 101,3 кПа, включают энергии связей независимо от их природы. Энергии связей служат устойчивыми (почти постоянными) характеристиками лишь ковалентных связей, поэтому их можно использовать для приближенной оценки АН только тех реакций, в которых все реагенты и продукты обладают ковалентными связями. [c.187]

Для вычисления постоянной интегрирования I, а следовательно, и константы равновесия, существует несколько методов. Одним из таких методов расчета Кр является метод, который основан на применении стандартных таблиц термодинамических функций. В качестве стандартных условий принимают давление р=1 атм и базисную температуру / = 298,15 К. Стандартные таблицы содержат абсолютные значения энтропии 5°2Э8 Для простых веществ и химических соединений, величины ДЯ°/,298 или ДО°/,298 для химических соединений. Эти величины выражают изменения энтальпии и энергии Гиббса при реакции образования соединения из простых веществ. Для простых веществ, устойчивых при стандартных условиях, ДЯ°/,298 и А0°/,298 принимают равными нулю. При помощи данных, приведенных в стандартных таблицах, вычислим АН°29а и АС°298 данного химического процесса [c.250]

Если изменение энтальпии относится к реакции образования химического соединения из простых веществ, то такое изменение энтальпии носит название энтальпии образования и обозначается АЯобр- Все изменения энтальпии, в том числе и энтальпии образования, зависят от условий проведения опыта, количества, концентраций и парциальных давлений компонентов. В справочниках обычно приводят так называемые стандартные энтальпии образования, которые относятся к образованию 1 моля соединения из простых веществ в их устойчивых состояниях при 25° (298° К) и давлении 1 атм. Стандартные энтальпии образования обозначаются АЯ р,,298 Ниже, для экономии места, будем индексы стандартного состояния и температуры опускать. Энтальпии образования простых веществ при стандартных условиях в их наиболее устойчивых при этих условиях состояниях принимаются равными нулю. [c.55]

Замороженные при низких температурах в матрице инертного газа молекулы SO можно было все же исследовать спектроскопически и установить их строение, напоминающее строение Og в них имеется два антисвязевых непарных электрона, придающих частице 80 характер химически активного бирадикала, т. е. вещества, способного к ряду быстро протекающих реакций и в частности к димеризации. Дипольный момент 80 равен 1,55D, а межъядерное расстояние— 1,432 A символ основного состояния Изучено было несколько возбужденных состояний энергия ионизации равна 10,2 эв. Катионная молекула 80 из-за потери антисвязевого электрона прочнее нейтральной 80. В табл. 29 приведены энтальпии образования окислов серы. Наиболее важными среди этих соединений несомненно являются 802 и 8О3. [c.212]

Согласно формуле (9.9) сродство А может быть больше или же меньше, чем тепловой эффект Qp. Если в экзотермической реакции образования химического соединения энтропия соединения оказывается больше суммарной энтропии исходных веществ, то это означает, что при уравновешивании химических сил реакция становится эндотермичной (изотермически поглощенная теплота L положительна) и тогда работа А на величину L превышает убыль энтальпии, т. е. тепловой эффект. К такой категории реакций и относится только что рассмотренный случай образования Og. Но при уравновешивании внутренних сил реакция может остаться экзотермичной (L отрицательна) и тогда А на величину L оказывается меньше теплового эффекта. Именно это чаще всего и наблюдается в реакциях образования соединений. [c.303]

Для расчетов изменения энтальпии при прохождении химической реакции — короче, энтальпии реакции — чаще всего пользуются энтальпиями образования веществ. Энтальпией образования называется изменение энтальпии в реакции образования 1 моль химического соединения из простых веществ, устойчивых при данных условиях. Энтальпии образования А//°обр.298 в справочниках даются для стандартных условий и температуры и в расчете на 1 моль образующегося соединения. Энтальпии образования простых вешеств в их наиболее устойчивых состояниях при стандартных давлении и температуре принимаются равными нулю. [c.124]

При изучении термохимии неорганических соединений в последние годы ученые разных стран иногда применяют реакции хлорирования, фторирования, нитрирования и т. д. Эти методы во многом сходны с методом определения теплот сгорания в кислороде и обычно осуществляются с использованием подобной аппаратуры (например, в калориметрических бомбах). Применение таких газообразных реагентов, как хлор, фтор, азот, позволяет значительно увеличить число химических реакций, доступных для экспериментального изучения. Это дает возможность определять энтальпии образования многих соединений, для которых провести эти определения другими методами было невозможно или же крайне затруднительно (фториды, бориды, нитриды, хлориды и т. д.). В Советском Союзе в последнее время в ряде случаев была успешно применена методика определения теплот реакций неорганических веществ с хлором и азотом в калориметрических бомбах. [c.318]

Первый закон термодинамики утверждает, что при переходе из одного состояния в другое изменение энергии или энтальпии зависит только от самих этих состояний, а не от того, каким образом осуществляется переход между ними. Следовательно, теплота химической реакции не зависит от того, в одну или несколько стадий проводится эта реакция, а определяется лишь исходным состоянием реагентов и конечным состоянием продуктов. Это означает аддитивность теплот реакций если реакция А плюс реакция В дают реакцию С, то теплота реакции С может быть получена суммированием теплот реакций А и В. Указанное свойство аддитивности теплот реакций создает большую экономию при табулировании теплот реакций достаточно измерить только тепловые эффекты ограниченного набора реакций, из которых можно скомбинировать все остальные реакции. В качестве такого набора выбирают реакции образования всех соединений из образующих их элементов, находящихся в стандартном состоянии. [c.101]

В термохимии энтальпии простых веществ (Нг, Ог, Ств и другие) принимаются равными нулю. Тогда энтальпия образования соединения из простых веществ равна просто этой величине, так как энтальпии участвующих в реакции простых веществ равны нулю. Энтальпии веществ определяют экспериментально, путем измерения в термохимической бомбе. Эти же величины можно рассчитывать для химической реакции с помощью уравнения изобары химической реакции по равновесным данным или по данным электрохимических измерений при разных температурах. [c.65]

Наряду с только что рассмотренными примерами известны и другие возможности комбинирования уравнений реакции с использованием закона Гесса. В этом читатель может убедиться, решая предлагаемые в конце главы задачи. В растворах энтальпия образования соединений и энтальпия реакций также определяются на основе первого закона термодинамики. При этом энтальпия реакции характеризует только взаимодействие компонентов раствора, вступающих в химическую реакцию. Этим объясняется тот факт, что энтальпия нейтрализации всех сильных кислот сильными основаниями одинакова и равна —57,8 кДж/моль, так как в любых реакциях нейтрализации всегда идет одна и та же реакция [c.228]

Зависимость энтальпии реакции и энтальпии образования химических соединений можно получить из уравнений, определяющих теплоемкость веществ [уравнение 093) или (194)]. Мольную теплоемкость газов можно оценить на основе данного в разд. 2.1 молекулярно-кинетического истолкования сущности мольной теплоемкости. По мере приближения температуры к абсолютному нулю мольная теплоемкость стремится к нулю пропорционально температуре в третьей степени (Т ) в отличие от мольной энтальпии, которая имеет конечное значение. Рассмотрим снова обобщенное уравнение химической реакции (208). Согласно уравнению (212), энтальпия реакции следующим образом складывается из энтальпий образования ингредиентов реакции [c.228]

Анализ последнего уравнения предыдущего параграфа показывает, что для вычисления теплового эффекта реакции (энтальпии реакции) при какой-то температуре Т, надо знать, кроме коэффициентов в формулах для теплоемкости, еще тепловой эффект этой реакции при какой-то другой температуре Т . Введенное в 3 этой главы представление о стандартной энтальпии образования химических соединений из простых веществ позволяет составить справочные таблицы, дающие возможность легко производить все необходимые вычисления. [c.85]

В 1780 г. Лавуазье и Лаплас установили, что количество теплоты, поглощаемое при разложении соединения, должно быть равно количеству теплоты, которое выделяется при образовании этого соединения в тех же условиях. Таким образом, при написании обратной реакции нужно изменить знак ДЯ. В 1840 г. Гесс показал, что суммарный тепловой эффект химической реакции при постоянном давлении не зависит от промежуточных стадий реакции. Оба принципа логически вытекают из первого закона термодинамики и являются следствием того факта, что энтальпия есть функция состояния. Это позволяет рассчитать изменения энтальпии для реакций, которые нельзя изучать непосредственно. Например, нецелесообразно измерять теплоту сгорания углерода до окиси углерода в ограниченном количестве кислорода, потому что продукт реакции всегда будет представлять смесь окиси и двуокиси углерода неопределенного состава. Однако теплоту полного сгорания углерода до двуокиси в избытке кислорода измерить можно. Так, для графита при 25° С [c.32]

Энергии химических связей и их использование в термохимических расчетах. Энергия химической связи представляет, собой ту долю энергии, поглощаемой при полной диссоциации молекулы на свободные атомы, которая приходится на данную связь. Сумма таких энергий для всех химических связей в молекуле равна атомной теплоте образования вещества. Расчет энергии связи, рассмотренный выше, является простейшим. В более сложных соединениях, содержащих разные химические связи, на энергию данной связи влияют все остальные. Тем не менее, путем ряда упрощений и отбора лучших экспериментальных результатов получены более или менее удовлетворительные значения энергий связи между различными атомами. Они часто используются для расчета энтальпий образования веществ по уравнению (У.Б), особенно в тех случаях, когда имеют дело с только что синтезированными или плохо изученными соединениями и когда хотят оценить их относительную устойчивость или подсчитать теплоту реакции с участием этих веществ. Расчет дает удовлетворительный результат, если 1) атомы в молекуле связаны простыми связями 2) имеют нормальную ковалентность, т. е. 3 для азота, 4 для углерода и т. д. [c.86]

Абсолютную величину изобарного потенциала вещества нельзя найти, так как в уравнении G = Н — TS энтальпия Н содержит в качестве слагаемого внутреннюю энергию Uq данного вещества при О К значение i/o неизвестно. Поэтому в уравнении (УП.З ) вместо абсолютных значений Gi вводят Изменения изобарных потенциалов при реакциях образования 1 моль химического соединения из простых веществ в стандартных условиях. Указанное изменение обозначают через АО/ и называют стандартным изобарным потенциалом образования ве- [c.111]

Экспериментальное измерение тепловых эффектов бесчисленного множества химических реакций практически неосуществимо. Часто они могут быть рассчитаны с помощью закона Гесса путем комбинирования термохимических уравнений. В таких расчетах обычно используются стандартные теплоты образования или, как принято говорить в настоящее время, стандартные энтальпии образования веществ. Под этой величиной подразумевают изменение энтальпии при образовании 1 моля данного соединения из элементов или простых веществ, взятых при стандартных условиях, или в стандартном состоянии. [c.29]

Влияние изотопного состава соединений на химическое равновесие. Реакции изотопного обмена. Выше было показано, что изотопные разновидности молекул характеризуются различной энергией связи. Это предопределяет различие теплот (энтальпий) образования соединений одинакового химического, но различного изотопного состава. Таким образом, тепловой эффект химических реакций с участием [c.32]

Практически по энтальпиям образования различных соединений, участвующих в какой-либо реакции, можно рассчитать энергетический эффект последней. Так, согласно закону Гесса, энергетический эффект реакции равен разности между суммой энтальпий образования конечных продуктов и суммой энтальпий образования исходных веществ (с учетом коэффициентов при формулах этих соединений в уравнении реакции). Ясно, что для реакций, в которых участвуют элементарные вещества, энтальпию образования последних следует считать равной нулю. Значения стандартной энтальпии образовагшя некоторых химических соединений приведены в табл. 11.1 Приложения. [c.80]

При этом энтальпия элементов в их стандартном состоянии условно полагается равной нулю В качестве стандартного выбирается устойчивое состояние элементов при давлении 101 кПа и температуре реакции Теплота образования молекул является фундаментальной термохимической величиной Однако ее значение для многих соединений неизвестно, в связи с чем квантово-химические расчеты представляют значительный интерес дпя химии [c.324]

Для того чтобы осуществлялись реакции, приводящие к образованию полимеров, должны быть выполнены некоторые условия. Так, макромолекулы могут образовываться только в том случае, когда низкомолекулярное соединение по отношению к избранному реакционному партнеру по меньшей мере является бифункциональным при этом могут разрываться как я-связи, так и а-связи (мономеров и продукта или катализатора). Кроме того, необходимо чтобы соединяющиеся молекулы можно было легко активировать. Скорость соединения должна быть существенно выше, чем скорости всех других конкурирующих реакций, (например, блокирования функциональных мест, образования циклов). Наконец, реакция образования полимера (полиреакция), как и другие химические реакции, может происходить лишь при условии, что свободная энтальпия реакции отрицательна. [c.715]

Если реакция образования соединения из простых веществ происходит в газовой фазе, то, в соответствии с законом Гесса, энтальпия образования соединения, Н(г) + С1(г) определяется изменением. . 1/ . энергии при диссоциации Н (г) + С1г(г) и образовании химических связей простых веществ [c.96]

ДЯ298 = —14 68 кДж (Т = 298 К р-0,1 МПа) Величины АЯ д, для всех этих реакций являются стандартными теплотами образования (или стандартными энтальпиями) соответствующих химических соединений из простых веществ. В соответствии с определением очевидно, что теплоты образования самих простых веществ равны нулю. Теплоты образования для огромного числа веществ измерены (или вычислены) и их значения собраны в таблицы. [c.77]

Как было уже сказано в предыдущем разделе, АЯ — это изменение энтальпии при образовании химического соединения из элементов. Представляется весьма вероятным, что численное значение А// связано с типом и числом валентных связей, образующихся или разрушающихся при синтезе. Например для молекулы СН4 теплота образования при 298,2° К равна —17,889 ккал1моль [56]. Можно представить, что это значение было получено следующим образом один грамм-атом углерода в виде графита и два моля газообразного водорода вступили в реакцию, тепловой баланс которой составил 17,789 ккал. Энтальпии углерода в виде графита и водорода в виде двухатомных молекул принимаются равными нулю при 298,2° К. Для синтеза метана как идеального газа путем добавления энергий связи углерод должен быть в газообразном состоянии, а водород должен быть атомарным газом. [c.216]

Тепловые эффекты образования химических соединений из элементов в их обычном состоянии при стандартных условиях, отнесенные к одному молю полученного соединения, назшаются теплотами образования. Соответственно теплотами сгорания органических соединений называются тепловые эффекты при сгорании 1 моля вещества до углекислого газа, воды и других высших окислов. В справочниках приводятся таблицы теплот образования и теплот сгорания различных соединений в стандартном состоянии. Они соответствуют изменениям энтальпии при постоянной температуре (298° К) и при давлении в 1 атм и обозначаются символом АН°298. Например, изменение энтальпии при образовании 1 моля углекислого газа из одного моля углерода и одного моля кислорода при 25° С и давлении в 1 атм ДН° = —>94 ккал1моль. Используя табличные данные теплот образования, можно рассчитать тепловой эффект реакции на основании следствия из закона Гесса Тепловой эф [c.36]

И именно это значение изменения энергии Гиббса характеризует интенсивность хода химической реакции. Тогда очевидно, что каждое химичсскос соединение наряду с энтальпией образования может характеризоваться энергией Гиббса образования, которая равна изменению эт1ергии Гиббса при образовании одного моля соединения из элементарных веществ. Энергии Гиббса образования зависят от температуры. Стандартные значения энергии Гиббса образования, приводимые обычно в справочных таблицах, относятся к температуре 25°С и давлению 101,3 кПа. [c.87]

Однако принцип Бертло — Томссна противоречит термодинамике и самому факту существования химического равновесия. Как было показано выше, в зависимости от соотношения между концентрациями, реагирующих веществ реакция может самопроизвольно протекать как в прямом, так и в обратном направлениях. При этом в одном случае она будет сопровождаться выделением тепла, а в другом — его поглощением. Экзотермические реакции, например, образования сульфидов переходных металлов, при относительно низких температурах идут практически до конца, а при высоких температурах происходит диссоциация этих соединений. Принципу Бертло — Томсена такн е противоречит существование самопроизвольных процессов, сопровождающихся поглощением тепла, например, растворение многих солей в воде. Следовательно, величина изменения АН реакции не может служить мерой химического сродства. Такой мерой является величина ДО, определяемая уравнением AG = AH—T S, где ДЯ и AS — изменения энтальпии и энтропии реакции. [c.69]

Краткий обзор термохимии пероксидов опубликован Болдуином [4]. В диссертации и обзоре ВаН-Чин-Сяна [5, 6] получены термохимические данные и для функциональных производных пероксидов и полиперок-сидных соединений. Денисовым и Денисовой [7], а также Комиссаровым [8] дан критический анализ экспериментального массива термохимических данных и предложены новые подходы к расчетам энтальпий образования гидропероксидов, окси- и перокси-радикалов. В последние годы расщиряется область применения квантово-химических методов для оценки термохимических характеристик пероксидов и их реакций [9—16]. В частности, применение квантово-химических расчетных схем позволило исследовать термохимию органических полиоксидов — соединений, содержащих цепочку из трех и более атомов кислорода [17—21]. [c.323]

Если реакция образования соединения из простых веществ происходит в газовой фазе, то, в соответствии с законом Гесса, энтальпия образования соединения, определяется изменением энергии при диссоциации и образовании химических связей простых веществ и соединения. Это позволяет рассчитывать энергию связей по энтальпиям образования соединений. Так, процесс образования Рис. 7.1. Эитальпийиая диаграм- H I, из простых веществ ма образования НС из простых веществ [c.96]

Тепло, выделяющееся или поглощающееся при образования соединения из элементов в результате различных химических реакций, называется энтальпией (теплотой) образования и обозначается символом AIIf. Данные по теплотам образования необходимы при проектировании новых и совершенствовании уже действующих химических производств, а также для оценки теплотворной способности различных видов ракетных топлив и топлив для двигателей внутг реннего сгорания. В современной химической технологии точные значения энтальпии образования важны для решения вопроса о возможности самопроизвольного протекания той или иной реакции в заданных условиях и определения численных значений констант равновесия. Знание энтальпий образования важно для решения ряда теоретических проблем, связанных с определением энергии связи, резонансной энергии и природы химической связи. Поэтому не удивительно, что в этом столетии определению теплот образования химических соединений уделялось значительное внимание . [c.77]