Основные положения и понятия

Ø Большинство химических реакций сопровождаются тепловым эффектом (изменением энтальпии).

Энтальпия (H) – функция состояния, описывающая теплосодержание химической системы при постоянном давлении (теплосодержание расширяющейся системы): H ≡ U – pV, H ≡ Q_p. Единицы измерения джоули (Дж) или калории (кал).

Изменение энтальпии реакции (D H _р) – тепловой эффект химической реакции при постоянном давлении (изобарный процесс).

Ø По знаку величины изменения энтальпии (теплового эффекта) реакции различают экзотермические и эндотермические химические реакции.

Экзотермические реакции – в процессе реакции тепло выделяется во внешнюю среду (D H <0)

Эндотермические реакции – в процессе реакции тепло поглощается из внешней среды (D H >0)

Ø Химические реакции приводят не только к изменению природы реагирующих веществ, но и к изменению их внутренней энергии

Внутренняя энергия вещества (U) – все виды энергии, кроме потенциальной и кинетической энергии системы в целом.

Ø Стандартная энтальпия образования вещества (D H ° _f) – изменение энтальпии при образовании 1 моля сложного вещества из простых веществ, взятых при стандартных условиях в их наиболее устойчивых модификациях; измеряется в кДж/моль.

Стандартные условия – температура 25°С (298 К), давление 1 атм. (101 325 Па).

Ø Энтальпии образования простых веществ в стандартных условиях в их наиболее устойчивых модификациях приняты равными нулю.

Ø Стандартная энтальпия сгорания (D H °_сг.) – изменение энтальпии при реакции сгорания 1 моля вещества в атмосфере кислорода при давлении 1 атм.

Ø Стандартная энтальпия атомизации (D H ° _ат) ^[2] – изменение энтальпии при образовании 1 моля газообразных атомов из простого вещества.

Законы и следствия

1. Закон Лавуазье-Лапласа
Тепловые эффекты химических реакций, протекающих в прямом и обратном направлении, равны по величине и противоположны по знаку.
             H₂ + Cl₂ = 2HCl     D H = – 184 кДж/моль   
             2HCl = H₂ + Cl₂     D H = +184 кДж/моль

2.

+

Закон Гесса ( 1840 г.)
Тепловой эффект химической реакции зависит только от состояния исходных веществ и продуктов реакции и не зависит от числа промежуточных стадий, т.е. от пути протекания процесса   
    C_{(графит)} + ¹/₂ O_{2 (г)} = CO _(г) D H ° ₁
+
    CO_(г) + ¹/₂ O_{2 (г)} = CO_{2 (г)}   D H ° ₂
.                                      .
    C_{(графит)} + O_{2 (г)} = CO_{2 (г)} D H ° ₃ = D H ° ₁ + D H ° ₂

3. Следствия из закона Гесса
1. Теловой эффект кругового процесса равен нулю;

2. Изменение стандартной энтальпии химической реакции равно разности сумм стандартных энтальпий образования продуктов и стандартных энтальпий образования исходных веществ (с учетом количеств реагирующих веществ, т.е. стехиометрических коэффициентов).    

3. Тепловой эффект реакции равен сумме теплот сгорания исходных веществ за вычетом суммы теплот сгорания продуктов, с учетом их стехиометрических коэффициентов.

Энтальпийные диаграммы.

Циклы Борна-Габера

Расчет энергии кристаллической решетки.

Энергия кристаллической решетки – теплота, выделяющаяся при образовании решетки из газообразных ионов. Энтальпия образования кристаллической решетки – отрицательна (экзотермична), т.к. идет процесс образования химических связей.

Кристаллическая решетка – это решетка, состоящая из упорядоченно расположенных ионов (атомов).

 

 

                                                                                                                                          

 

 

	–

 

 

I ¹ – первый потенциал ионизации натрия

Потенциал ионизации – энергия, необходимая для отрыва одного электрона от нейтрального газообразного атома и удаления его на бесконечно большое расстояние

А – энергия сродства к электрону хлора

Сродство к электрону – энергия, выделяющаяся при присоединении одного электрона, находящегося на бесконечно большом расстоянии от атома, к нейтральному газообразному атому.