Энергии связей некоторых двух- и трехатомных молекул

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 5
Оценка:
0.00 из 5.00 — оценок
Скачиваний: 0
Молекула Разрываемая связь Образующиеся частицы Энергия связи Е, кДж/моль
Н2 H–H H + H 436
F2 F–F F + F 159
HF H–F H + F 568,5
H2O H–OH H + OH 498,7
OH O–H O + H 427,8
O2 O=O O + O 498,4
CO2 O=CO O + CO 532,2
CO CºO C + O 1076,4
N2 NºN N + N 945,3
NO N=O N + O 632

 

Термохимические расчеты

Различают экзо- и эндотермические реакции. Химические реакции, сопровождающиеся выделением или поглощением энергии в форме теплоты, называются соответственно экзотермическими и эндотермическими реакциями. Энтальпия реакции равна количеству энергии в форме теплоты, выделяющейся или поглощающейся в результате химического процесса при постоянных р = 1 атм и температуре Т.

Пример. Чему равна энтальпия реакции образования фтороводорода, если известны энергии связей исходных веществ и продукта реакции.

 

Решение

Энтальпия D Н реакции вычисляется по термохимическому уравнению:

H2(г) + F2(г) = 2HF(г); D Н=?

Форма уравнения химической реакции, указывающая агрегатные состояния участников процесса и его энтальпию, называется термохимическим уравнением.

Для разрыва химических связей в молекулах Н2 и F2 требуется затратить (согласно табл. 3) 436 и 159 кДж энергии соответственно. Это эндотермический процесс. Значения энергии берутся со знаком (+).

При образовании химических связей в молекулах НF выделяется энергия. Это экзотермический процесс. Перед значениями энергии связи ставится знак (- ) (-568,5 кДж).

 

D Н= Е(Н - Н) + Е( F - F ) +2Е(Н - F )

D Н= [436 +159] +2 [-568,5] = - 542кДж.

 

Образование двух молекул НF приводит к выделению 542 кДж энергии. Реакция экзотермическая.

Пример. Оксид азота NO образуется при грозовых электрических разрядах в облаках. Чему равна энтальпия реакции окисления 84 г азота атмосферным кислородом?

Решение

N2(г) + О2(г) = 2NO(г), DН =?

Eсв +945,3 +498,4 2 (–632)

Используются данные, приведенные в табл.3.

DН1 = [945,3 + 498.4] + 2 [–632] = 179.7 кДж.

При окислении 84 г N2 (3 моль азота):

DН2 = 3×179.7 = 539.1 кДж.

Окисление 84 г азота в избытке кислорода сопровождается поглощением из окружающей среды 539,1 кДж энергии. Реакция эндотермическая.

Приведенные в примерах расчеты DН по энергиям химических связей имеют ограниченное применение и используются в основном для двух- и трехатомных молекул.

В термохимии основными данными для проведения термохимических расчетов служат энтальпии образования сложных соединений из простых веществ (f – formation). Энтальпия образования сложного вещества есть энтальпия реакции синтеза его из простых веществ, взятых в наиболее устойчивых физических состояниях при заданном внешнем давлении р = 1 атм и температуре Т.

Под простыми веществами подразумеваются все химические элементы периодической системы в кристаллической форме, характерной для металлов (за исключением ртути), и молекулярной форме для неметаллов (за исключением благородных газов) в том агрегатном состоянии, которое для них характерно при внешнем давлении 1 атм.

Для внешнего давления, равного 1 атм и температуре T = 298.15 К, в справочных таблицах термодинамических величин (см. приложение) даются стандартные энтальпии образования соединений разной степени сложности. Например, энтальпия образования СО2(г) = - 393.51 кДж/моль относится к реакции

С(графит) + О2(г) = СО2(г);

С(графит) и О2(газ) – простые вещества.