1) Рассчитайте тепловой эффект реакции в стандартных условиях. Укажите, деляется или поглощается теплота при протекании этой реакции. реакция MgCO³(K) MgO(к) + CO²(г) T²,°C 1000
Задача: MgCO3(s) → MgO(s) + CO2(g). Рассчитаем тепловой эффект реакции в стандартных условиях (ΔH°rxn) и скажем, поглощается или делится тепло.
Формула расчета ΔH°rxn = ΣΔHf°(продукты) − ΣΔHf°(реагенты)
Значения стандартных энтальпий образования (при 25°C, 1 атм)
- ΔHf°(MgO, s) ≈ −601.6 кДж/моль
- ΔHf°(CO2, g) ≈ −393.5 кДж/моль
- ΔHf°(MgCO3, s) ≈ −1099 кДж/моль (примерное значение; в разных таблицах даются близкие значения)
Подстановка ΔH°rxn ≈ [ΔHf°(MgO) + ΔHf°(CO2)] − ΔHf°(MgCO3) = [(−601.6) + (−393.5)] − (−1099) = (−995.1) + 1099 ≈ +103.9 кДж/моль
Вывод по знаку ΔH°rxn ≈ +104 кДж/моль. Положительный знак означает, что теплоту эта реакция поглощает (эндотермическая).
Примечание по температуре 1000°C Точное значение при другой температуре зависит от теплоёмкостей Cp веществ: ΔHrxn(T2) ≈ ΔH°rxn(25°C) + ∫(Cp-продукты − Cp-реагенты) dT от 25°C до T2. При 1000°C эта величина может немного измениться по модулю в зависимости от Cp MgO, CO2 и MgCO3. Чтобы дать числовое значение при 1000°C, нужны конкретные Cp этих веществ в соответствующем диапазоне температур.
Итого
- Тепловой эффект при стандартных условиях: ΔH°rxn ≈ +1.0 × 10^2 кДж/моль (эндотермическая реакция).
- При протекании реакции поглощается тепло.
- При 1000°C точное значение требует данных о Cp и вычисления по формуле выше.
