Как можно вычислить тепловой эффект реакции: СН4 + Сl2 = CН3Cl + HCl, если известны тепловые эффекты следующих реакций:

• СН4 + 2О2 = CО2 + 2H2О - 829,0 кДж;
• СН3Сl + 3/2О2 = СО2 + Н2О (ж) + НСl - 687,0 кДж;
• Н2 + 1/2О2 = Н2О (ж) - 286,0 кДж;
• 1/2Н2 + 1/2Сl2 = HСl - 92,5 кДж.

Химия Колледж Термохимия Тепловой эффект реакции вычисление теплового эффекта химические реакции СН4 + Сl2 термохимия энергия реакции энтальпия реакций тепловые эффекты химия 12 класс Новый

Для вычисления теплового эффекта реакции СН4 + Cl2 = CH3Cl + HCl, мы можем использовать метод термохимических циклов, известный как метод Гесса. Этот метод основан на принципе, что изменение энтальпии (тепловой эффект) реакции можно вычислить, используя известные тепловые эффекты других реакций.

Шаги решения:

1. Запишите целевую реакцию:
• СН4 + Cl2 = CH3Cl + HCl
2. Запишите известные реакции и их тепловые эффекты:
• СН4 + 2O2 = CO2 + 2H2O; ΔH = -829,0 кДж
• СН3Cl + 3/2O2 = CO2 + H2O + HCl; ΔH = -687,0 кДж
• H2 + 1/2O2 = H2O; ΔH = -286,0 кДж
• 1/2H2 + 1/2Cl2 = HCl; ΔH = -92,5 кДж
3. Составьте уравнение, чтобы получить целевую реакцию:
• Для этого нам нужно манипулировать известными реакциями так, чтобы в итоге получить целевую реакцию.
4. Обратите внимание на порядок и знаки тепловых эффектов:
• Мы можем взять первую реакцию и инвертировать её, чтобы получить СН4:
• CO2 + 2H2O = СН4 + 2O2; ΔH = +829,0 кДж
• Вторую реакцию также инвертируем:
• CO2 + H2O + HCl = СН3Cl + 3/2O2; ΔH = +687,0 кДж
• Третью реакцию оставляем без изменений:
• H2 + 1/2O2 = H2O; ΔH = -286,0 кДж
• Четвертую реакцию также оставляем без изменений:
• 1/2H2 + 1/2Cl2 = HCl; ΔH = -92,5 кДж
5. Сложите все реакции и их тепловые эффекты:
• Теперь мы можем сложить все уравнения и их ΔH:
• ΔH(целевая) = +829,0 + 687,0 - 286,0 - 92,5
6. Вычислите итоговый тепловой эффект:
• ΔH(целевая) = 829,0 + 687,0 - 286,0 - 92,5 = 1137,5 кДж

Таким образом, тепловой эффект реакции СН4 + Cl2 = CH3Cl + HCl составляет 1137,5 кДж.