Chemia Fizyczna, ćwiczenia rachunkowe
Chemia, semestr III
(3) Termochemia. Prawo Hessa, prawo Kirchhoffa.
1. Oszacuj, jaka część wiązań wodorowych wody zostaje zerwana podczas topnienia. Załóż, że
w strukturze lodu istnieje maksymalna liczba wiązań wodorowych. Energia oddziaływań van der
Waalsa w wodzie ciekłej wynosi -14 kJ
.
mol
-1
(w stanie stałym można przyjąć tę samą wartość).
Jakich innych danych termochemicznych potrzebujesz do rozwiązania problemu?
2. Znając wartość standardowej entalpii spalania grafitu (∆
sp
H
o
(C
grafit
) = -393,51 kJ
.
mol
-1
) oraz
diamentu (∆
sp
H
o
(C
diament
) = -395,40 kJ
.
mol
-1
), oblicz entalpię przemiany grafit → diament. Znając
tablicową wartość standardowej entalpii tworzenia CO
(g)
, oblicz ponadto standardową entalpię
spalania CO
(g)
do CO
2,(g)
.
3. Ciepło parowania metanolu w temp. 64,7
o
C wynosi 35,27 kJ
.
mol
-1
. Średnia pojemność cieplna
(C
P
) w przedziale temp. 0-65
o
C wynosi 79,8 J
.
K
-1
.
mol
-1
dla ciekłego metanolu i 42,1 J
.
K
-1
.
mol
-1
dla gazowego metanolu. Oblicz ciepło parowania metanolu w 25
o
C.
4. Amoniak utlenia się do podtlenku azotu według reakcji: 4ΝΗ
3
+ 5Ο
2
= 4ΝΟ + 6Η
2
Ο
Standardowe entalpie tworzenia w temp. 293 K wynoszą: ∆
tw
H
o
(NH
3
) = -46,09 kJ
.
mol
-1
,
∆
tw
H
o
(NO) = 90,804 kJ
.
mol
-1
i ∆
tw
H
o
(H
2
O) = -242,39 kJ
.
mol
-1
. Molowe pojemności cieplne
w przedziale temp. 293-773 K wyrażają się wzorami (w nawiasie podano wartości średnie):
NH
3
: C
P
= 24,71 + 3,755
.
10
-2
T – 7,391
.
10
-6
T
2
J
.
K
-1
.
mol
-1
(42,5 J
.
K
-1
.
mol
-1
)
O
2
:
C
P
= 26,22 + 1,150
.
10
-2
T – 3,226
.
10
-6
T
2
J
.
K
-1
.
mol
-1
(31,4 J
.
K
-1
.
mol
-1
)
NO:
C
P
= 26,01 + 1,020
.
10
-2
T – 2,564
.
10
-6
T
2
J
.
K
-1
.
mol
-1
(30,7 J
.
K
-1
.
mol
-1
)
H
2
O: C
P
= 28,86 + 1,375
.
10
-2
T – 1,437
.
10
-6
T
2
J
.
K
-1
.
mol
-1
(35,8 J
.
K
-1
.
mol
-1
)
Oblicz entalpię podanej reakcji w temp. 773 K, stosując rzeczywiste i średnie wartości C
P
. Oblicz
błąd wynikający z przyjęcia uśrednionych wartości molowych pojemności cieplnych.
5. Standardowa entalpia spalania (25
o
C, 1 atm) cyklopropanu, grafitu i wodoru wynosi:
∆
sp
H
o
(
) = -2092,27 kJ
.
mol
-1
, ∆
sp
H
o
(C) = -393,51 kJ
.
mol
-1
oraz ∆
sp
H
o
(H
2
) = -285,83 kJ
.
mol
-1
.
Standardowa entalpia tworzenia propenu w tych warunkach wynosi ∆
tw
H
o
(CH
3
-CH=CH
2
) =
20,42 kJ
.
mol
-1
. Oblicz standardową entalpię tworzenia cyklopropanu oraz entalpię procesu
izomeryzacji 1 mola cyklopropanu do propenu.
