กฎของเฮสส์: มันคืออะไร พื้นฐานและแบบฝึกหัด

กฎของเฮสส์ช่วยให้เราสามารถคำนวณความแปรผันของเอนทาลปี ซึ่งเป็นปริมาณพลังงานที่มีอยู่ในสารหลังจากทำปฏิกิริยาเคมี เนื่องจากไม่สามารถวัดค่าเอนทาลปีได้ แต่มีความแปรผัน

กฎของเฮสส์รองรับการศึกษาเทอร์โมเคมี

กฎนี้ได้รับการพัฒนาโดยการทดลองโดย Germain Henry Hess ผู้ก่อตั้ง:

การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปี (ΔH) ในปฏิกิริยาเคมีขึ้นอยู่กับสถานะเริ่มต้นและขั้นสุดท้ายของปฏิกิริยาเท่านั้น โดยไม่คำนึงถึงจำนวนของปฏิกิริยา

กฎของเฮสส์สามารถคำนวณได้อย่างไร?

การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีสามารถคำนวณได้โดยการลบเอนทาลปีเริ่มต้น (ก่อนเกิดปฏิกิริยา) ออกจากเอนทาลปีสุดท้าย (หลังปฏิกิริยา):

ΔH = H - โฮผม

อีกวิธีในการคำนวณคือผ่านผลรวมของเอนทาลปีในแต่ละปฏิกิริยาระดับกลาง โดยไม่คำนึงถึงจำนวนและประเภทของปฏิกิริยา

ΔH = ΔH1 + ΔH2

เนื่องจากการคำนวณนี้พิจารณาเฉพาะค่าเริ่มต้นและค่าสุดท้าย จึงสรุปได้ว่าพลังงานขั้นกลางไม่ส่งผลต่อผลลัพธ์ของการแปรผัน

นี่เป็นกรณีเฉพาะของ หลักการอนุรักษ์พลังงาน, แ กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์.

คุณควรรู้ว่ากฎของเฮสส์สามารถคำนวณเป็นสมการทางคณิตศาสตร์ได้ ในการดำเนินการนี้ คุณสามารถดำเนินการดังต่อไปนี้:

  • ย้อนกลับปฏิกิริยาเคมี ซึ่งในกรณีนี้จะต้องกลับเครื่องหมาย ΔH
  • คูณสมการ ค่าของ ΔH จะต้องคูณด้วย
  • หารสมการ ค่าของ ΔH ก็ต้องหารด้วย

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ เอนทัลปี.

แผนภาพเอนทาลปี

กฎของเฮสยังสามารถแสดงภาพผ่านไดอะแกรมพลังงาน:

กฎของเฮสส์

แผนภาพด้านบนแสดงระดับเอนทาลปี ในกรณีนี้ ปฏิกิริยาที่ได้รับคือการดูดความร้อน กล่าวคือ มีการดูดกลืนพลังงาน

ΔH1 คือการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีที่เกิดขึ้นจาก A เป็น B สมมติว่าเป็น 122 กิโลจูล
ΔH2 คือการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีที่เกิดขึ้นจาก B เป็น C สมมติว่าเป็น 224 กิโลจูล
ΔH3 คือการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีที่เกิดขึ้นจาก A เป็น C

ดังนั้น การรู้ค่าของ ΔH. จึงเป็นเรื่องสำคัญสำหรับเรา3, เนื่องจากสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีของปฏิกิริยาจาก A เป็น C

เราสามารถหาค่าของ ΔH. ได้3จากผลรวมของเอนทาลปีในแต่ละปฏิกิริยา:

ΔH3 = ΔH1 + ΔH2
ΔH3 = 122 กิโลจูล + 224 กิโลจูล
ΔH3 = 346 กิโลจูล

หรือ ΔH = H - โฮผม
ΔH = 346 กิโลจูล – 122 กิโลจูล
ΔH = 224 กิโลจูล

การสอบเข้า: แก้ไขทีละขั้นตอน

1. (Fuvest-SP) ขึ้นอยู่กับรูปแบบเอนทาลปีที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาต่อไปนี้:

นู๋2(ก.) + 2 โอ2(ก.) → 2 ไม่2(ก.) ∆H1 = +67.6 kJ
นู๋2(ก.) + 2 โอ2(ก.) → นู๋2อู๋4(ก.) ∆H2 = +9.6 kJ

สามารถคาดการณ์ได้ว่าความแปรผันของเอนทาลปีที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยา NO dimerization2 จะเท่ากับ:

2 ยังไม่มีO2(ก.) → 1 น2อู๋4(ก.)

ก) -58.0 kJ b) +58.0 kJ c) -77.2 kJ d) +77.2 kJ e) +648 kJ

ความละเอียด:

ขั้นตอนที่ 1: กลับสมการแรก นั่นเป็นเพราะ NO2(ก.) มันต้องเคลื่อนไปทางด้านสารตั้งต้นตามสมการสากล จำไว้ว่าเมื่อย้อนกลับปฏิกิริยา ∆H1 จะกลับเครื่องหมายด้วย โดยเปลี่ยนเป็นค่าลบ

สมการที่สองถูกสงวนไว้

2 ไม่2(ก.) → นู๋2(ก.) + 2 โอ2(ก.) ∆H1 = - 67.6 กิโลจูล
นู๋2(ก.) + 2 โอ2(ก.) → นู๋2อู๋4(ก.) ∆H2 = +9.6 kJ

ขั้นตอนที่ 2: โปรดทราบว่า N2(ก.) ปรากฏในผลิตภัณฑ์และรีเอเจนต์ และเช่นเดียวกันกับ O. 2 โมล2(ก.).

2 ไม่2(ก.) นู๋2(ก.)+ 2 ออนซ์2(ก.)∆H1 = - 67.6 กิโลจูล
นู๋2(ก.) + 2 ออนซ์2(ก.) → นู๋2อู๋4(ก.) ∆H2 = +9.6 kJ

จึงสามารถยกเลิกได้ดังสมการต่อไปนี้

2 ไม่2(ก.) → นู๋2อู๋4(ก.).

ขั้นตอนที่ 3: คุณจะเห็นว่าเรามาถึงสมการสากลแล้ว ตอนนี้เราต้องบวกสมการ

∆H = ∆H1 + ∆H2
∆H = - 67.6 kJ + 9.6 kJ
∆H = -58 kJ ⇒ ทางเลือก A
จากค่าลบของ ∆H เราทราบด้วยว่ามันเป็นปฏิกิริยาคายความร้อนด้วยการปลดปล่อยความร้อน

เรียนรู้เพิ่มเติมอ่านยัง:

  • เทอร์โมเคมี
  • แบบฝึกหัดเกี่ยวกับเทอร์โมเคมี
  • ปฏิกิริยาดูดความร้อนและคายความร้อน
  • กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์

การออกกำลังกาย

1. (UDESC-2012) ก๊าซมีเทนสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ ดังแสดงในสมการที่ 1:

CH4(ก.) + 2O2(ก.) → CO2(ก.) + 2H2อู๋(ช)

โดยใช้สมการทางความร้อนเคมีด้านล่าง ซึ่งคุณคิดว่าจำเป็น และแนวคิดของกฎของเฮสส์ เพื่อให้ได้ค่าเอนทัลปีของสมการที่ 1

(ส) + โฮ2อู๋(ช) → CO(ช) + โฮ2(ก.) ΔH = 131.3 kJ โมล-1
CO(ช) + ½2(ก.) → CO2(ก.) ΔH = – 283.0 kJ โมล-1
โฮ2(ก.) + ½2(ก.) → ฮ2อู๋(ช) ΔH = – 241.8 kJ โมล-1
(ส) + 2H2(ก.) → CH4(ก.) ΔH = – 74.8 kJ โมล-1

ค่าเอนทาลปีของสมการที่ 1 ในหน่วย kJ คือ:

ก) - 704.6
ข) - 725.4
ค) - 802.3
ง) - 524.8
จ) - 110.5

ค) – 802.3

2. (UNEMAT-2009) กฎของเฮสส์มีความสำคัญพื้นฐานในการศึกษาเทอร์โมเคมีและสามารถระบุได้ เนื่องจาก “การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีในปฏิกิริยาเคมีขึ้นอยู่กับสถานะเริ่มต้นและขั้นสุดท้ายของ final ปฏิกิริยา". ผลที่ตามมาอย่างหนึ่งของกฎของเฮสส์ก็คือสมการทางความร้อนเคมีสามารถบำบัดด้วยพีชคณิตได้

รับสมการ:

(กราไฟท์) + โอ2(ก.) → CO2(ก.) ΔH1 = -393.3 กิโลจูล
(เพชร) + โอ2(ก.) → CO2(ก.) ΔH2 = -395.2 kj

จากข้อมูลข้างต้น ให้คำนวณการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีของกราไฟท์คาร์บอนเป็นคาร์บอนไดมอนด์ และทำเครื่องหมายทางเลือกที่ถูกต้อง

ก) -788.5 กิโลจูล
ข) +1.9 กิโลจูล
ค) +788.5 กิโลจูล
ง) -1.9 กิโลจูล
จ) +98.1 กิโลจูล

ข) +1.9 กิโลจูล

เอนทาลปีของการก่อตัว การก่อตัวเอนทาลปีและการคำนวณ

เอนทาลปีของการก่อตัว การก่อตัวเอนทาลปีและการคำนวณ

เธ การก่อตัวเอนทาลปีเรียกอีกอย่างว่า เอนทาลปีมาตรฐานของการก่อตัว, หรือ ความร้อนมาตรฐานของการก่อตั...

read more
ตัวเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ ตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ (ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ)

ตัวเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ ตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ (ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ)

ในร่างกายของเรา ปฏิกิริยาที่จำเป็นสำหรับการดำรงชีวิตเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น สารอาหารใ...

read more
กฎความเร็วสำหรับปฏิกิริยาที่ไม่ใช่องค์ประกอบ

กฎความเร็วสำหรับปฏิกิริยาที่ไม่ใช่องค์ประกอบ

ตามที่อธิบายไว้ในข้อความ กฎความเร็วของปฏิกิริยาเคมี, สมการที่ใช้แทนกฎความเร็วของปฏิกิริยาหาได้จาก...

read more
instagram viewer