Решение задачи №7: Расчет энтальпии реакции образования B2O3

Задача №7 Дано: Реакция, энтальпию которой нужно найти: \[ 2B_{(тв)} + \frac{3}{2}O_{2(г)} = B_2O_{3(тв)} \quad (\Delta_r H^0 = ?) \] Термохимические уравнения: (1) \( B_2O_{3(тв)} + 3H_2O_{(г)} = 3O_{2(г)} + B_2H_{6(г)} \), \( \Delta_r H^0_1 = 2035 \) кДж (2) \( H_2O_{(ж)} = H_2O_{(г)} \), \( \Delta_r H^0_2 = 44 \) кДж (3) \( H_{2(г)} + \frac{1}{2}O_{2(г)} = H_2O_{(ж)} \), \( \Delta_r H^0_3 = -286 \) кДж (4) \( 2B_{(тв)} + 3H_{2(г)} = B_2H_{6(г)} \), \( \Delta_r H^0_4 = 36 \) кДж Решение: Используем закон Гесса. Нам нужно скомбинировать данные уравнения так, чтобы получить итоговое. 1. В итоговом уравнении \( 2B_{(тв)} \) стоит слева. Оно есть в уравнении (4) в нужном виде. Оставляем (4) как есть: \[ 2B_{(тв)} + 3H_{2(г)} = B_2H_{6(г)} \quad \Delta H_a = 36 \text{ кДж} \] 2. В итоговом уравнении \( B_2O_{3(тв)} \) стоит справа. В уравнении (1) оно стоит слева. Перевернем уравнение (1) и поменяем знак энтальпии: \[ 3O_{2(г)} + B_2H_{6(г)} = B_2O_{3(тв)} + 3H_2O_{(г)} \quad \Delta H_b = -2035 \text{ кДж} \] 3. Чтобы избавиться от \( 3H_2O_{(г)} \) в правой части, нам нужно 3 моля воды в газообразном состоянии слева. Используем уравнение (2), умножив его на 3: \[ 3H_2O_{(ж)} = 3H_2O_{(г)} \quad \Delta H_c = 3 \cdot 44 = 132 \text{ кДж} \] Перевернем его, чтобы вода была слева: \[ 3H_2O_{(г)} = 3H_2O_{(ж)} \quad \Delta H_c' = -132 \text{ кДж} \] 4. Чтобы избавиться от \( 3H_2O_{(ж)} \) и \( 3H_{2(г)} \), используем уравнение (3), умножив его на 3: \[ 3H_{2(г)} + \frac{3}{2}O_{2(г)} = 3H_2O_{(ж)} \quad \Delta H_d = 3 \cdot (-286) = -858 \text{ кДж} \] Теперь сложим уравнения (4), перевернутое (1), перевернутое (2) и умноженное (3): Слева: \( 2B + 3H_2 + 3O_2 + B_2H_6 + 3H_2O_{(г)} + 3H_2 + \frac{3}{2}O_2 \) Справа: \( B_2H_6 + B_2O_3 + 3H_2O_{(г)} + 3H_2O_{(ж)} + 3H_2O_{(ж)} \) (При сложении и сокращении промежуточных веществ \( B_2H_6 \), \( H_2 \), \( H_2O \) останется только искомая реакция). Расчет энтальпии: \[ \Delta_r H^0 = \Delta_r H^0_4 + (-\Delta_r H^0_1) + (-3 \cdot \Delta_r H^0_2) + (3 \cdot \Delta_r H^0_3) \] \[ \Delta_r H^0 = 36 - 2035 - 132 - 858 \] \[ \Delta_r H^0 = -2989 \text{ кДж} \] Ответ: \( \Delta_r H^0 = -2989 \) кДж.