Вычислить изменение энтальпии и изменение внутренней энергии стандартной реакции при указанной температуре. CH4 + Cl2 = CHCl3 + 3HCl (Решение → 26997)

Заказ №38761

Вычислить изменение энтальпии и изменение внутренней энергии стандартной реакции при указанной температуре. CH4 + Cl2 = CHCl3 + 3HCl Температура, К = 773

Решение:

Уравнение химической реакции имеет вид: CH4(г) + Cl2(г) = CHCl3(г) + 3HCl(г) Согласно табличным данным: ΔН°298 (CH4(г)) = -74.81 кДж/моль ΔН°298 (Cl2(г)) = 0 кДж/моль ΔН°298(CHCl3) = -101.3 кДж/моль ΔS°298 (HCl) = -92.31 Дж/моль·K Используя закон Гесса, рассчитаем значения изменения энтальпии реакции (применив справочные данные и зная, что изменение энтальпии простых веществ = 0): ΔНр-ции298 = nΣΔН°298(прод) - nΣΔН°298(реаг) = (ΔН°298 (CHCl3(г)) + 3· ΔН°298(HCl(г))) - (ΔН°298 (CH4(г)) + ΔН°298(Cl2(г))) = ((-101.3) + 3·(-92.31)) - ((- 74.81) + 0) = -303.42 (кДж) Согласно полученному значению теплового эффекта, реакция является экзотермической (то есть протекает с выделение тепла), так как ΔНрции298<0. Энтальпия реакции ΔH - это тепловой эффект реакции при постоянном давлении: ΔН = ΔU + pΔV Где рΔV – работа, которая при V = const равна 0, поэтому: ΔН = ΔU = -303.42 кДж. Изменение энтальпии при 773 К вычисляем, согласно уравнению Кирхгофа: ΔН773 0 = ΔНр-ции298 + ∫ ∆С𝑑𝑇 Т2 Т1 где Cp - разность изобарных теплоемкостей продуктов реакции и исходных веществ: Истинная молярная теплоемкость вещества также зависит от температуры и рассчитывается по интерполяционному уравнению: