Номер 94, страница 203 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.94. Как можно определить теплоту перехода ромбической серы в моноклинную, зная теплоты образования ромбической и моноклинной серы?

Дано:

Теплота образования ромбической серы: $ \Delta H_{f}(S_{(\text{ромбическая})}) $
Теплота образования моноклинной серы: $ \Delta H_{f}(S_{(\text{моноклинная})}) $

Найти:

Теплоту перехода ромбической серы в моноклинную: $ \Delta H_{перехода} $

Решение:

Для определения теплоты перехода одной аллотропной модификации в другую, в данном случае ромбической серы в моноклинную, используется следствие из закона Гесса. Согласно этому следствию, тепловой эффект химической реакции ($ \Delta H $) равен разности сумм стандартных энтальпий образования продуктов реакции и исходных веществ, с учётом их стехиометрических коэффициентов.

Запишем уравнение аллотропного перехода:

$ S_{(\text{ромбическая})} \rightarrow S_{(\text{моноклинная})} $

Тепловой эффект этого процесса ($ \Delta H_{перехода} $) можно рассчитать по общей формуле следствия из закона Гесса:

$ \Delta H_{реакции} = \sum (\nu \cdot \Delta H_{f(\text{продукты})}) - \sum (\nu \cdot \Delta H_{f(\text{исходные вещества})}) $

Применительно к нашей реакции, где продуктом является 1 моль моноклинной серы, а исходным веществом — 1 моль ромбической серы, формула принимает вид:

$ \Delta H_{перехода} = 1 \cdot \Delta H_{f}(S_{(\text{моноклинная})}) - 1 \cdot \Delta H_{f}(S_{(\text{ромбическая})}) $

По определению, стандартная энтальпия образования ($ \Delta H_{f}^{\circ} $) простого вещества в его наиболее устойчивом состоянии при стандартных условиях (температура 298 К, давление 1 атм) принимается равной нулю. Для серы наиболее устойчивой аллотропной модификацией является ромбическая сера.

Таким образом, $ \Delta H_{f}(S_{(\text{ромбическая})}) = 0 $.

Подставим это значение в наше уравнение:

$ \Delta H_{перехода} = \Delta H_{f}(S_{(\text{моноклинная})}) - 0 = \Delta H_{f}(S_{(\text{моноклинная})}) $

Это означает, что теплота перехода ромбической серы в моноклинную численно равна теплоте образования моноклинной серы.

Ответ: Теплоту перехода ромбической серы в моноклинную можно определить по следствию из закона Гесса: она равна разности теплот образования моноклинной и ромбической серы. Учитывая, что стандартная теплота образования ромбической серы (как наиболее устойчивой модификации простого вещества) принимается равной нулю, искомая теплота перехода будет численно равна теплоте образования моноклинной серы. Формула для расчёта: $ \Delta H_{перехода} = \Delta H_{f}(S_{(\text{моноклинная})}) - \Delta H_{f}(S_{(\text{ромбическая})}) = \Delta H_{f}(S_{(\text{моноклинная})}) $.