Рассчитать количество теплоты, необходимое для разложения 1т кальцита при 1243,15К. Таблица данных: ΔH0298, кДж/моль ΔG0298, кДж/моль S0298, Дж/моль*K Cp=a+bT+cT2,

Рассчитать количество теплоты, необходимое для разложения 1т кальцита при 1243,15К. Таблица данных: ΔH0298, кДж/моль ΔG0298, кДж/моль S0298, Дж/моль*K Cp=a+bT+cT2, Дж/моль*K a b*103 c'*10-5 CaCO3 1206,88 1128,76 92,93 104,52 21,92 -25,94 CaO 635,55 604,17 39,77 48,85 4,52 -6,53 CO2 393,69 394,57 213,74 44,16 9,04 -8,54

В соответствии с уравнением Кирхгофа для химической реакции
ΔН0Т,р = ΔН0298,р + 298Т∆СрdT
или
ΔН0Т,р = ΔН0298,р + 298Т∆a+∆bT+∆c'T-2dT
Так как
Т1Т2∆СрdT =Δa(T2 - T1)+∆b2(T22 - T12)-Δc'(1T2 - 1T1),
то
ΔН0Т,р = ΔН0298,р + Δa(T - 298)+∆b2(T2 - 2982)-Δc'(1T - 1298).
Здесь ΔН0298,р и ΔН0Т,р – энтальпии химической реакции при 298К и Т(К) соответственно,
ΔН0298,р = ƩΔН0298,прод. - ƩΔН0298,исх.;
∆Ср = ∆a+∆bT+∆c'T2;
∆a = Ʃапрод. – Ʃаисх.;
∆b = Ʃbпрод. – Ʃbисх.;
∆c' = Ʃc'прод . – Ʃc'исх.;
Можно воспользоваться и следующим уравнением:
ΔНТ,р = ΔН0 +∆aТ + ∆b2 Т2 - Δc'Т,
где ΔН0 – постоянная интегрирования:
ΔН0 = ΔНТ,р - +∆aТ - ∆b2 Т2 - Δc'Т.
Если количество нагреваемого вещества отличается от 1 моль, то
ΔНm = nΔН,
где n- число молей вещества: n = m/M; m – его масса, г; М – молярная масса вещества.
Для реакции
СаСО3 t CaO + CO2↑
вычислим величины ΔН0298,р, ∆a, ∆b, ∆c'
ΔН0298,р = ΔН0298,СаО + ΔН0298,СО2 - ΔН0298,СаСО3 = 635,55+393,69-1206,88= -177,64кДж/моль
∆a = 44,16 + 48,85 - 104,52 = -11,51
∆b = 9,04 + 4,52 – 21,92 = -8,36
∆c' = -8,54 - 6,53 + 25,94 = 10,87
Далее воспользуемся уравнением
ΔН0Т,р = ΔН0298,р + Δa (T - 298)+∆b2(T2 - 2982) - Δc'(1T - 1298).
ΔН0Т,р = 177640+(-11,51)(1243,15-298)-8,36(1243,152-2982)/2-10,87(11243,15 - 1298) = -5921902 Дж/моль2
Расчет можно провести и по уравнению
ΔН0 = ΔНТ,р - +∆aТ - ∆b2 Т2 - Δc'Т
Для Т=298К и с учетом определенных выше величин (ΔН0298,р = 177640Дж/моль; ∆a = -11,51; ∆b = -8,36; ∆c' = 10,87) имеем:
ΔН0Т,р = 177640+11.51*298-(-8,36)/2*2982-10,87/298 = 552270,7 Дж/моль
Итак, для разложения 1 моль кальцита требуется 552,3 кДж/моль.
Поскольку число моль n равно:
n = m/M(CaCO3) = 1000000/40+12+16*3 = 10000моль,
ΔН0400 = 552,3 * 10000 = 5523000кДж, или 5523МДж.
Ответ: для разложения 1т кальцита при 1243,15К необходимо 5523МДж теплоты.

. – Ʃc'исх.;
Можно воспользоваться и следующим уравнением:
ΔНТ,р = ΔН0 +∆aТ + ∆b2 Т2 - Δc'Т,
где ΔН0 – постоянная интегрирования:
ΔН0 = ΔНТ,р - +∆aТ - ∆b2 Т2 - Δc'Т.
Если количество нагреваемого вещества отличается от 1 моль, то
ΔНm = nΔН,
где n- число молей вещества: n = m/M; m – его масса, г; М – молярная масса вещества.
Для реакции
СаСО3 t CaO + CO2↑
вычислим величины ΔН0298,р, ∆a, ∆b, ∆c'
ΔН0298,р = ΔН0298,СаО + ΔН0298,СО2 - ΔН0298,СаСО3 = 635,55+393,69-1206,88= -177,64кДж/моль
∆a = 44,16 + 48,85 - 104,52 = -11,51
∆b = 9,04 + 4,52 – 21,92 = -8,36
∆c' = -8,54 - 6,53 + 25,94 = 10,87
Далее воспользуемся уравнением
ΔН0Т,р = ΔН0298,р + Δa (T - 298)+∆b2(T2 - 2982) - Δc'(1T - 1298).
ΔН0Т,р = 177640+(-11,51)(1243,15-298)-8,36(1243,152-2982)/2-10,87(11243,15 - 1298) = -5921902 Дж/моль2
Расчет можно провести и по уравнению
ΔН0 = ΔНТ,р - +∆aТ - ∆b2 Т2 - Δc'Т
Для Т=298К и с учетом определенных выше величин (ΔН0298,р = 177640Дж/моль; ∆a = -11,51; ∆b = -8,36; ∆c' = 10,87) имеем:
ΔН0Т,р = 177640+11.51*298-(-8,36)/2*2982-10,87/298 = 552270,7 Дж/моль
Итак, для разложения 1 моль кальцита требуется 552,3 кДж/моль.
Поскольку число моль n равно:
n = m/M(CaCO3) = 1000000/40+12+16*3 = 10000моль,
ΔН0400 = 552,3 * 10000 = 5523000кДж, или 5523МДж.
Ответ: для разложения 1т кальцита при 1243,15К необходимо 5523МДж теплоты.