Номер 5, страница 127 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 4. Закономерности протекания химических реакций и физико-химических процессов. Параграф 18. Определение тепловых эффектов химических реакций. Закон Гесса - номер 5, страница 127.

Условие.

5. Рассчитайте энтальпию реакции: $2HBr + Cl_2 = 2HCl + Br_2$, воспользовавшись данными таблицы 9. Отнесите реакцию к одному из типов — экзотермическая или эндотермическая.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Уравнение реакции: $2HBr + Cl_2 = 2HCl + Br_2$

Для расчёта энтальпии реакции воспользуемся стандартными справочными значениями энтальпий образования веществ, поскольку таблица 9 не предоставлена. Все значения приведены для стандартных условий (298 К, 1 атм).

Стандартная энтальпия образования бромоводорода (газ): $\Delta H_f^\circ(HBr, г) = -36,4 \text{ кДж/моль}$

Стандартная энтальпия образования хлора (газ): $\Delta H_f^\circ(Cl_2, г) = 0 \text{ кДж/моль}$ (как для простого вещества в его устойчивом агрегатном состоянии)

Стандартная энтальпия образования хлороводорода (газ): $\Delta H_f^\circ(HCl, г) = -92,3 \text{ кДж/моль}$

Стандартная энтальпия образования брома (жидкость): $\Delta H_f^\circ(Br_2, ж) = 0 \text{ кДж/моль}$ (как для простого вещества в его устойчивом агрегатном состоянии)

Все данные уже представлены в единицах СИ (кДж/моль), поэтому перевод не требуется.

Найти:

1. Энтальпию реакции $\Delta H_{р-ции}$.

2. Тип реакции (экзотермическая или эндотермическая).

Решение:

Энтальпия химической реакции ($\Delta H_{р-ции}$) согласно закону Гесса равна разности между суммой энтальпий образования продуктов реакции и суммой энтальпий образования исходных веществ, умноженных на их стехиометрические коэффициенты.

Формула для расчёта стандартной энтальпии реакции:

$\Delta H_{р-ции}^\circ = \sum (n \cdot \Delta H_f^\circ)_{\text{продуктов}} - \sum (m \cdot \Delta H_f^\circ)_{\text{реагентов}}$

где $\text{n}$ и $\text{m}$ – стехиометрические коэффициенты продуктов и реагентов соответственно.

Рассчитаем сумму энтальпий образования продуктов реакции:

$\sum (n \cdot \Delta H_f^\circ)_{\text{продуктов}} = (2 \cdot \Delta H_f^\circ(HCl)) + (1 \cdot \Delta H_f^\circ(Br_2))$

$\sum (n \cdot \Delta H_f^\circ)_{\text{продуктов}} = (2 \cdot (-92,3 \text{ кДж/моль})) + (1 \cdot 0 \text{ кДж/моль}) = -184,6 \text{ кДж}$

Рассчитаем сумму энтальпий образования реагентов:

$\sum (m \cdot \Delta H_f^\circ)_{\text{реагентов}} = (2 \cdot \Delta H_f^\circ(HBr)) + (1 \cdot \Delta H_f^\circ(Cl_2))$

$\sum (m \cdot \Delta H_f^\circ)_{\text{реагентов}} = (2 \cdot (-36,4 \text{ кДж/моль})) + (1 \cdot 0 \text{ кДж/моль}) = -72,8 \text{ кДж}$

Теперь найдем энтальпию реакции:

$\Delta H_{р-ции}^\circ = (-184,6 \text{ кДж}) - (-72,8 \text{ кДж}) = -184,6 + 72,8 = -111,8 \text{ кДж}$

Поскольку значение энтальпии реакции отрицательное ($\Delta H_{р-ции}^\circ < 0$), это означает, что реакция протекает с выделением теплоты. Такие реакции называются экзотермическими.

Ответ: Энтальпия реакции $2HBr + Cl_2 = 2HCl + Br_2$ составляет $-111,8 \text{ кДж}$. Реакция является экзотермической.