ヘスの法則の例題

ヘスの定熱和の法則、または略してヘスの法則は、反応のエンタルピー変化を記述する関係です。反応の全エンタルピー変化は、反応の各ステップの全エンタルピーの合計であり、ステップの順序には依存しません。基本的に、反応を既知のエンタルピー値の単純なコンポーネント ステップに分解することによって、総エンタルピーを計算します。このヘスの法則の例の問題は、反応とそのエンタルピー値を操作して、反応のエンタルピーの総変化を見つける方法を示しています。

最初に、開始する前に注意すべき点がいくつかあります。

ヘスの法則の例の問題

質問:反応のエンタルピー変化を見つけてください

CS₂ (l) + 3 O₂ (g) → CO₂ (g) + 2 SO₂ (ト)
いつ：
C(s) + O₂ (g) → CO₂ (g); ΔH_f =-393.5 kJ/mol
S(s) + O₂ (g) → SO₂ (g); ΔH_f =-296.8 kJ/mol
C(s) + 2 S(s) → CS₂ (l); ΔH_f =87.9 kJ/mol

解決策:ヘスの法則の問題を開始するには、試行錯誤が必要になる場合があります。開始するのに最適な場所の 1 つは、反応中の反応物または生成物が 1 モルのみの反応です。

私たちの反応には1つのCOが必要です 生成物に含まれ、最初の反応にも 1 つの CO があります

C(s) + O₂ (g) → CO₂ (g) ΔH_f =-393.5 kJ/mol

この反応により、CO₂ が得られます 製品側で必要であり、O₂ の 1 つ 反応物側で必要です。他の 2 つの O₂

S(s) + O₂ (g) → SO₂ (g) ΔH_f =-296.8 kJ/mol

O₂ は 1 つだけなので 2 番目の O₂ を取得するには、反応に 2 を掛けます .これにより、ΔH_f が 2 倍になります。

2 S(s) + 2 O₂ (g) → 2 SO₂ (g) ΔH_f =-593.6 kJ/mol

これらの方程式を組み合わせると、

2 S(s) + C(s) + 3 O₂ (g) → CO₂ (g) + SO₂ (g)

エンタルピーの変化は、2 つの反応の合計です:ΔH_f =-393.5 kJ/mol + -593.6 kJ/mol =-987.1 kJ/mol

この方程式には、問題で必要な生成物側がありますが、反応物側に余分な 2 つの S 原子と 1 つの C 原子が含まれています。幸いなことに、3 番目の式には同じ原子が含まれています。反応が逆の場合、これらの原子は生成物側にあります。反応が逆になると、エンタルピーの変化の符号が逆になります。

CS₂ (l) → C(s) + 2 S(s); ΔH_f =-87.9 kJ/mol

これら 2 つの反応を一緒に追加すると、余分な S 原子と C 原子が相殺されます。残りの反応は、問題で必要な反応です。反応が一緒に追加されたので、それらの ΔH_f 値が加算されます。

ΔH_f =-987.1 kJ/mol + -87.9 kJ/mol
ΔH_f =-1075 kJ/mol

答え:反応のエンタルピーの変化

CS₂ (l) + 3 O₂ (g) → CO₂ (g) + 2 SO₂ (g)

は ΔH_f =-1075 kJ/mol.

ヘスの法則の問題では、必要な反応が達成されるまで、コンポーネントの反応を再構築する必要があります。ヘスの法則はエンタルピーの変化に適用されますが、この法則はギブス エネルギーやエントロピーなどの他の熱力学的状態方程式にも使用できます。