Приближенный расчет теплот химических реакций по знергиям связи

4.5.1. Энергия связи – это средняя энергия, необходимая для разрыва связи в 1 моле газообразного вещества до состояния газообразных атомов:

HCl_газ = H + Сl; D_rН = ε_HCl

H₂O_газ = 2 Н + О; D_rН = 2 ε_HCl

H₂O_{газ =} Н + ОН D_rH = 497 кДж/моль

OН = О + Н D_rH = 421 кДж/моль

e_ОН = 918/2 = 459 кДж/моль

C учетом других реакций принято считатьэнергию связи ОН равной e_ОН = 467 кДж/моль. Энергию ковалентных химических связей в слож-ных молекулах в первом приближении можно считать величиной адди-тивной, т.е. энергии связи независимы и всегда положительны, так как разрыв связей – реакция эндотермическая. Поэтому энергия обра-зования газообразного вещества из атомов (D_fаH) может быть приближенно оценена как сумма энергий связи с обратным знаком

D_fаH = -DH_{атомизации} = - Σ n_рε_р (3.5)

4.5.2. Расчет стандартной теплоты образования вещества по энергиям связи. Составим цикл: проведем атомизацию простых веществ, затратив энергию , образуем из атомов заданное газообразное вещество и переведем его в стандартное состояние, при этом выделится теплота испарения D_vH _., если стандартное состояние жидкое, и теплота плавления D_mH, если вещество твердое.

3 С_граф. + 3 Н₂ + 1/2О₂ = Н₃С-СО-СН_{3 ж}; D_fH˚-?

- D_vH

3 С_газ. + 6 Н + О = Н₃С-СО-СН_{3 газ}; D_fаH = - Σ n_рε_р.

D_fH˚ = – S n_pe_p – D_vH _. (3.6)

4.6. Цикл Габера-Борна описывает процессы, вносящие вклад в образо-вание ионных кристаллических соединений. Рассмотрим их на примере образования хлорида натрия

Na_тв.+ ½ Cl_2(газ) = NaCl_тв. ; D_rН = D_fH^o

Na⁺ _газ + Сl _газ + е ^-

Е_{сродства Cl} = -354

Na⁺ _газ + Сl ^¯_газ

Потенциал ионизации

Na _газ + Сl I = 502

Na _газ + ½ Сl₂ ½ DH_дисс.= 121

E_{рещетки} = 788

Na_тв. + ½ Cl_2газ DH_{cублим. Na}= 108 DH_гидр.Na⁺ +

+ DH_{гидр.Cl¯}

D_fH^o = - 411

NaCl_тв

Na⁺ aq + Сl ^-aq DH_m

D_fH^o = DH_{субл. Na} + ½ DH_{дисс Сl2} + I_Na + Е_{сродствa Cl} - E_{рещетки} = (3.7)

= 108 + 121 + 502 – 354 – 788 = 411 кДж/моль