методичка Миронова.Жереб.Чижевская.Химия.2013
.pdf
Приложение 5
Термодинамические свойства некоторых простых веществ и химических соединений при стандартных условиях
Веще- |
Состоя- |
|
|
S 298, |
Веще- |
Состоя- |
|
|
S 298, |
|
|
0 |
|
0 |
|
|
0 |
|
0 |
ство |
ние |
H |
298 |
Дж/моль К |
ство |
ние |
H |
298 |
Дж/моль К |
|
|
кДж/моль |
|
|
кДж/моль |
|
|||
Al |
К |
0 |
|
28,32 |
HI |
Г |
25,94 |
206,3 |
|
Al2O3 |
К |
–1675 |
50,94 |
H2S |
Г |
–20,9 |
205,7 |
||
AlCl3 |
К |
–697,4 |
167,2 |
I2 |
Г |
62,25 |
260,58 |
||
Br2 |
Ж |
0 |
|
152,3 |
KCl |
К |
–435 |
82,5 |
|
C |
Графит |
0 |
|
5,74 |
KСlO3 |
К |
–391,2 |
143 |
|
C |
Алмаз |
1,897 |
2,38 |
Mg |
К |
0 |
|
32,55 |
|
CO |
Г |
–110,5 |
197,4 |
MgO |
К |
–601,24 |
26,94 |
||
CO2 |
Г |
–393,5 |
213,6 |
MgCl2 |
К |
–641,83 |
89,54 |
||
CH4 |
Г |
–74,85 |
186,2 |
MgCO3 |
К |
–1113 |
65,7 |
||
C2H2 |
Г |
226,75 |
200,8 |
Mn |
К |
0 |
|
31,7 |
|
C2H4 |
Г |
52,3 |
219,4 |
MnO |
К |
–384,93 |
60,25 |
||
C2H6 |
Г |
–84,68 |
229,5 |
MnCl2 |
К |
–482 |
117 |
||
CaO |
К |
–635,5 |
39,75 |
N2 |
Г |
0 |
|
191,5 |
|
Ca(OH)2 |
К |
–986,6 |
83,4 |
NO |
Г |
90,37 |
210,62 |
||
CaCO3 |
К |
–1207,1 |
92,88 |
NO2 |
Г |
33,89 |
240,45 |
||
Cl2 |
Г |
0 |
|
223 |
N2O4 |
Г |
9,37 |
304,3 |
|
Cu |
К |
0 |
|
33,3 |
NaCl |
К |
–410 |
72,2 |
|
CuCl |
К |
–134,5 |
91,5 |
NaHCO3 |
К |
–947,7 |
102,1 |
||
F2 |
Г |
0 |
|
202,7 |
Na2CO3 |
К |
–1130,9 |
136 |
|
Fe |
К |
0 |
|
27,55 |
O2 |
Г |
0 |
|
205,03 |
FeO |
К |
–263,68 |
58,19 |
O3 |
Г |
142,3 |
237,6 |
||
Fe2O3 |
К |
–821,32 |
89,96 |
Pb |
К |
0 |
|
64,81 |
|
Fe3O4 |
К |
–1117,7 |
146,4 |
PbO |
К |
–219,3 |
66,1 |
||
Fe(OH)2 |
К |
–561,7 |
88 |
PbSO4 |
К |
–920,6 |
148,6 |
||
Fe(OH)3 |
К |
–826,6 |
105 |
SO2 |
Г |
–296,9 |
248,8 |
||
H2 |
Г |
0 |
|
130,6 |
SO3 |
Г |
–395,3 |
256,2 |
|
H2O |
Г |
–241,84 |
188,74 |
Ti |
К |
0 |
|
30,3 |
|
H2O |
Ж |
–285,84 |
69,96 |
TiCl4 |
Ж |
–800 |
252 |
||
H2O |
К |
–291,85 |
39,33 |
Zn |
К |
0 |
|
41,6 |
|
H2O2 |
Ж |
–136,1 |
232,9 |
ZnCl2 |
К |
–415 |
108 |
||
HCl |
Г |
–92,3 |
186,7 |
ZnO |
К |
–384 |
43,94 |
||
HF |
Г |
–268,81 |
173,81 |
|
|
|
|
|
|
Условные обозначения: к – кристаллическое, г – газообразное, ж – жидкое.
81
Приложение 6
Интервалы перехода окраски некоторых кислотно-основных индикаторов
Индикатор |
Интервал |
Окраска |
|
|
перехода |
до интервала |
после |
|
индикатора |
перехода |
интервала |
|
в значениях pH |
|
перехода |
Метиловый |
3,1–4,4 |
красная |
желтая |
оранжевый |
|
|
|
Метиловый |
4,4–6,2 |
красная |
желтая |
красный |
|
|
|
Лакмус |
5,0–8.0 |
красная |
синяя |
Фенофталеин |
9,4–10,6 |
бесцветная |
розовая |
82
Приложение 7
Образец выполнения расчетной работы
Определение термодинамических функций химической реакции
1.Записать уравнение химической реакции и условия задания
всоответствии с номером варианта (табл. 3.3).
аА + вВ ↔ сС + dD
Температура:_______
Масса (или объем):_______
2. Выписать значения Н0обр и S0. для исходных реагентов и продуктов реакции (прил. 2):
Вещество |
Н0обр, кДж/моль |
S0, Дж/моль·K |
A
B
C
D
3. Применив следствие закона Гесса, рассчитать стандартное изменение энтальпии реакции
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Hхр = (с |
HC + d |
HD ) − (a |
HA + b |
HB ). |
4. Вычислить изменение энтропии реакции в стандартных условиях:
0 |
0 |
0 |
− (a |
0 |
0 |
Sхр = (с |
SC + d |
SD ) |
SA + b |
SB ). |
|
5. Пользуясь соотношением |
GT |
= |
Hхр − T |
Sхр , вычислить из- |
|
менение потенциала Гиббса при стандартной температуре 298 К.
6. Вычислить ΔGТ при заданной температуре, полагая, что Н0 и S0 не зависят от температуры
GT = Hхр − T Sхр.
83
7. Используя полученные значения G0298 и ΔGТ, рассчитать
константу химического равновесия (Kр) при 298 К и заданной температуре из уравнения
DGT = -2,303× R ×T ×lg Кp
8. Определить температуру, при которой наступает состояние химического равновесия при ΔGТ = 0.
При химическом равновесии ΔGТ = 0, следовательно, | H 0 | = |T S 0 |.
Таким образом, Тр = |
Н |
. |
|
||
|
S |
|
9.Рассчитать количество теплоты, поглощенной или выделенной
входе реакции на заданный объем (массу или количество) вещества:
H = − Qn× ν ,
где Q – тепловой эффект реакции; n – стехиометрический ко- эффи-циент (заданного вещества); ν – количество вещества, v = Mm .
Здесь m – заданная масса вещества, М – молярная масса вещества, или
v = V , Vm
где V – заданный объем газообразного вещества; Vm – молярный объем газа (22,4 моль/л).
10. Сделать вывод, является ли рассматриваемая реакция самопроизвольной в прямом направлении. Проанализируйте влияние величины ∆Нреак, ∆Sреак и изменения температуры на величину ΔGТ.
84
Окисленная
форма
SO32–
SO42–
NO3–
2H2O
Fe(OH)3
S
NO2–
NO3–
CrO42–
2H+ NO3– 
S(т) 
Sn4+
Co(OH)3
SO42–
Ni(OH)3
ClO4–
I2
MnO4–
MnO4–
MnO42–
PbO2
O2
Fe3+
NO3–
Br2((ж)
O2 + 4H+
MnO2(тв)
ClO4–
Cl2(г)
Cr2O72–
ClO3– PbO2(тв) 
HClO
Приложение 8
Стандартные электродные потенциалы некоторых окислительно-восстановительных систем
Восста- нов-ленная форма
S(тв)
SO32–
NO2(г)
H2 + 2OH–
Fe(OH)2
S2–
NH3
NO
Cr(OH)3
H2
NO2–
H2S
Sn2+
Co(OH)2
SO32–
Ni(OH)2
Cl–
2I–
MnO42–
MnO2(тв)
MnO2(тв)
Pb(тв)
H2O2
Fe2+
NO2(г)
2Br–
2H2O
Mn2+
Cl–
2Cl–
2Cr3+
Cl–
Pb2+ 
Cl–
Уравнение реакции
SO32– + 4e– + 3H2O ↔ S + 6OH–
SO42– +2e– +H2O ↔ SO32– +2OH–
NO3– + e– + H2O ↔ NO2 + 2OH–
2H2O + 2e– ↔ H2 +2OH–
Fe(OH)3 + e– ↔ Fe(OH)2 + OH–
S + 2e– ↔ S2–
NO2– + 6e– + 6H2O ↔ NH4OH + 7OH–
NO3– + 3e– + 2H2O ↔ NO + 4OH–
CrO42– +2e– + 4H2O ↔ Cr(OH)2 + 5OH–
2H+ + 2e– ↔ H2
NO3– + 2e– + H2O ↔ NO2– + 2OH–
S + 2e– + 2H+ ↔ H2S
Sn4+ + 2e– ↔ Sn2+
Co(OH)3 + e– ↔ Co(OH)2 + OH–
SO42– + 2e– + 4H+ ↔ H2SO32– + H2O
Ni(OH)3 +e– ↔ Ni(OH)2 + 2OH–
ClO4– + 8e– + 4H2O ↔ Cl– + 8OH–
I2 + 2e– ↔ 2I–
MnO4– + e– ↔ MnO42–
MnO4– + 3e– + 2H2O ↔ MnO2 + 4OH–
MnO42–+ 2e– + 2H2O ↔ MnO2 + 4OH–
PbO2 + 4e– + 4H+ ↔ Pb +2H2O
O2 + 2e– + 2H– ↔ H2O2
Fe3+ + e– ↔ Fe2+
NO3– + e– + H + ↔ NO2 + H2O
Br2 + 2e– ↔ 2Br–
O2 + 4H+ + 4e– ↔ 2H2O
MnO2 + 2e– + 4H+ ↔ Mn2+ + 2H2O
ClO4– +2e– + 8H+ ↔ Cl– + 4H2O
Cl2 + 2e– ↔ 2Cl–
Cr2O72– + 6e– + 14H+ ↔ 2Cr3+ + 7H2O
ClO3– + 6e– + 6H+ ↔ Cl– + H2O
PbO2 + 2e– + 4H+ ↔ Pb2+ + 2H2O HClO +2e– + H+ ↔ Cl– + H2O
Е0, В
–0,90
–0,90
–0,85
–0,83
0,56
–0,48
–0,16
–0,14
–0,12
0,00
+0,01
+0,14
+0,15
+0,20
+0,20
+0,51
+0,51
+0,53
+0,54
+0,57
+0,58
+0,68
+0,68
+0,77
+0,81
+1,07
+1,23
+1,28
+1,34
+1,36
+1,36
+1,45
+1,46 
1,50
85
|
|
Окончание прил. 8 |
|
Окисленная |
Восста- |
Уравнение реакции |
Е0, В |
форма |
нов-ленная |
|
|
|
форма |
|
|
MnO4– |
Mn2+ |
MnO4– + 5e– + 8H+ ↔ MnO + 4H2O |
+1,52 |
MnO4– |
MnO2(тв) |
MnO4– + 3e– + 4H+ ↔ MnO2 + 2H2O |
+1,67 |
H2O2 |
H2O |
H2O2 + 2e– + 2H+ ↔ 2H2O |
+1,77 |
S2O82– |
SO42– |
S2O82– + 2e– ↔ 2SO42– |
+2,05 |
O3(г) |
O2(г) |
O3 +2e– + 2H– ↔ O2 + H2O |
+2,85 |
F2(г) |
2F– |
F2 + 2e– ↔ 2F– |
+2,85 |
Условные обозначения: г – газ; ж – жидкость; тв – твердое вещество.
86
Приложение 9
Ряд стандартных электродных потенциалов металлов |
|
||||
Электродный |
Е0, В |
Электродный |
Е0, В |
Электродный |
Е0, В |
процесс |
|
процесс |
|
процесс |
|
Li = Li– + e– |
–3,045 |
Mn = Mn2+ + 2е– |
–1,179 |
H2 = 2H+ + 2e– |
0,000 |
K = K+ + e– |
–2,924 |
V = V2+ + 2e– |
–1,175 Ge = Ge2+ + 2e– |
+0,050 |
|
Cs = Cs+ + e– |
–2,923 |
Zn = Zn2+ + 2e– |
–0,763 Sb = Sb3+ + 3e– |
+0,150 |
|
Ba = Ba2+ + 2e– |
–2,905 |
Cr = Cr3+ + 3e– |
–0,744 Bi = Bi3+ + 3e– |
+0,215 |
|
Sr = Sr2+ + 2e– |
–2,888 |
Fe = Fe2+ + 2e– |
–0,440 Cu = Cu2+ + 2e– |
+0,337 |
|
Ca = Ca2+ +2e– |
–2,866 |
Cd = Cd2+ +2e– |
–0,403 Ru = Ru2+ + 2e– |
+0,450 |
|
Na = Na+ +e– |
–2,714 |
Co = Co2+ + 2e– |
–0,277 Ag = Ag+ + e– |
+0,799 |
|
Mg = Mg2+ + 2e– |
–,363 |
Ni = Ni2+ +2e– |
–0,250 Hg = Hg2+ + 2e– |
+0,850 |
|
Sc = Sc3+ + 3e– |
–,077 |
Mo = Mo3+ + 3e– |
–0,200 Os = Os2+ + 2e– |
+0,850 |
|
Be = Be2++ 2e– |
–,847 |
Sn = Sn2+ + 2e– |
–0,136 Pd = Pd2+ + 2e– |
+0,987 |
|
Al = Al3+ + 3e– |
–,663 |
Pb = Pb2+ + 2e– |
–0,126 Pt = Pt2+ + 2e– |
+1,188 |
|
Ti = Ti2+ + 2e– |
–,603 |
W = W3+ + 3e– |
–0.050 Au = Au3+ + 3e– |
+1,498 |
|
87
Учебно-практическое издание
Миронова Валентина Александровна Жереб Людмила Александровна Чижевская Марина Валерьевна
ХИМИЯ
Учебное пособие (практикум)
Редактор Т. А. Ермолаева
Оригинал-макет и верстка А. А. Ловчиковой
Подписано в печать 06.06.2013. Формат 60×84/16. Бумага офсетная. Печать плоская. Ул. печ. л. 5,1. Уч.-изд. л. 5,6.
Тираж 100 экз. Заказ |
С 87/13. |
Санитарно-эпидемиологическое заключение № 24.49.04.953.П.000032.01.03 от 29.01.2003 г.
Редакционно-издательский отдел Сиб. гос. аэрокосмич. ун-та. Отпечатано в отделе копировально-множительной техники Сиб. гос. аэрокосмич. ун-та.
660014, г. Красноярск, просп. и. газ. «Красноярский рабочий», 31.
88
Приложение 10
89