ملف تدريبي: استخدام قانون هس لحساب الطاقات الحرة

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على استخدام دورات هيس للإنثالبي والإنتروبي لحساب التغيُّر في الطاقة الحرة للتفاعلات الكيميائية.

س١:

يوضِّح الجدول قِيَم الإنتروبي القياسي وإنثالبي التكوين القياسي للميثان وغيره من المواد.

المادة الإنتروبي المولاري القياسي 𝑆 (J/K⋅mol) إنثالبي التكوين القياسي Δ𝐻f (kJ/mol)
C H ( ) 4 g 186.3 7 4 . 6
C ( ) g 158.1 716.7
C ( ) 𝑑 𝑖 𝑎 𝑚 𝑜 𝑛 𝑑 2.4 1.9
C ( ) 𝑔 𝑟 𝑎 𝑝 𝑖 𝑡 𝑒 5.7 0.0
O ( ) 2 g 205.2 0.0
H O ( ) 2 l 70.0 2 8 5 . 8
H O ( ) 2 g 188.8 2 4 1 . 8

يَنتُج عن الاحتراق غير التام للميثان كلٌّ من الجرافيت والبخار، وهما الناتجان الوحيدان. احسب، لأقرب kilojoules per mole، التغيُّر القياسي في الطاقة الحرة لهذا التفاعل، Δ𝐺، لكل moles من الميثان المتفاعل.

س٢:

يوضِّح الجدول الإنتروبي القياسي وإنثالبي التكوين القياسي لكربونات الليثيوم وبعض المواد الأخرى.

المادة الإنتروبي المولاري القياسي 𝑆 (J/K⋅mol) إنثالبي التكوين القياسي Δ𝐻 (kJ/mol)
L i C O ( ) 2 3 s 90.2 1 2 1 6 . 0
L i O H ( ) s 42.8 4 8 7 . 5
C O ( ) g 197.7 1 1 0 . 5
C O ( ) 2 g 213.8 3 9 3 . 5
H O ( ) 2 l 70.0 2 8 5 . 8
H O ( ) 2 g 188.8 2 4 1 . 8

احسب التغيُّر القياسي في الطاقة الحرة Δ𝐺 عند درجة حرارة 298 K، لتفاعل هيدروكسيد الليثيوم مع ثاني أكسيد الكربون لتكوين كربونات الليثيوم والبخار بـ moles من كربونات الصوديوم الناتجة.

س٣:

يوضِّح الجدول قيم الإنتروبي القياسي وإنثالبي التكوين القياسي لأكسيد المنجنيز الرباعي وغيره من المواد:

المادة الإنتروبي المولاري القياسي 𝑆 (J/K·mol) إنثالبي التكوين القياسي Δ𝐻f (kJ/mol)
O ( ) 2 g 205.20 0.00
M n ( ) s 32.00 0.00
M n O ( ) s 59.71 3 8 5 . 2 0
M n O ( ) 2 s 53.05 5 2 0 . 0 3
M n O ( ) 2 3 s 110.46 9 5 8 . 9 7
M n O ( ) 3 4 s 155.64 1 3 7 8 . 8 3

يتفكَّك أكسيد المنجنيز الرباعي إلى المنجنيز والأكسجين. احسب، لأقرب ثلاثة أرقام معنوية، التغيُّر القياسي في الطاقة الحرة عند 298 K، ورمزه Δ𝐺، لكل مول من المنجنيز المتفاعل.

بافتراض أن معاملات الديناميكا الحرارية لا تتغيَّر بتغيُّر درجة الحرارة، احسب درجة الحرارة الصغرى التي يتفكَّك عندها أكسيد المنجنيز الرباعي إلى المنجنيز والأكسجين تلقائيًّا.

  • أ 2 . 1 7 × 1 0 K
  • ب 2 . 8 2 × 1 0 K
  • ج 3 . 6 7 × 1 0 K
  • د 3 . 9 3 × 1 0 K
  • ه 5 . 1 4 × 1 0 K

س٤:

يوضِّح الجدول الآتي قيم الإنتروبي وإنثالبي التكوين القياسية لمركب كبريتيد النحاس الثنائي وغيره من المواد:

المادة الإنتروبي المولاري القياسي 𝑆(J/K·mol) إنثالبي التكوين القياسي Δ𝐻f(kJ/mol)
C u S ( ) s 66.5 5 3 . 1
C u S ( ) 2 s 120.9 7 9 . 5
C u ( ) s 33.2 0.0
C u ( ) 2 + a q 9 9 . 6 64.8
S ( ) 8 s 256.8 0.0
S ( ) 2 a q 22.0 41.8

احسب، لأقرب ثلاثة أرقام معنوية، التغيُّر القياسي في طاقة جيبس الحرة للتكوين،Δ𝐺f، لمركب كبريتيد النحاس الثنائي، لكل مول من كبريتيد النحاس الثنائي الناتج.

س٥:

يوضِّح الجدول الآتي قِيَم الإنتروبي القياسي وإنثالبي التكوين القياسي لبروميد الهيدروجين وبعض المواد الأخرى:

المادة الإنتروبي المولاري القياسي 𝑆 (J/K⋅mol) إنثالبي التكوين القياسي Δ𝐻f (kJ/mol)
H B r ( ) g 198.7 3 6 . 3
B r ( ) 2 l 152.2 0.0
B r ( ) 2 g 245.5 30.9
B r ( ) g 175.0 111.9
H ( ) 2 g 130.7 0.0
H ( ) g 114.7 218.0

احسب لأقرب ثلاثة أرقام معنوية التغيُّر القياسي في طاقة جيبس الحرة للتكوين Δ𝐺f لبروميد الهيدروجين، لكلِّ مول من بروميد الهيدروجين الناتج.

س٦:

يوضِّح الجدول التالي الإنتروبي القياسي وإنثالبي التكوين القياسي لثنائي كلوريد ثنائي الكبريت وبعض المواد الأخرى:

المادة الإنتروبي المولاري القياسي Δ𝑆 (J/K⋅mol) إنثالبي التكوين القياسي Δ𝐻f (kJ/mol)
S C l ( ) 2 2 g 319.45 1 9 . 5 0
S O C l ( ) 2 g 309.66 2 1 2 . 5 5
C S ( ) 2 l 151.34 89.70
C S ( ) 2 g 238.00 116.89
C C l ( ) 4 l 214.42 1 2 8 . 2 3
C C l ( ) 4 g 309.75 9 5 . 6 8
C l ( ) 2 g 223.10 0.00

يتفاعل الكلور وثاني كبريتيد الكربون السائل مكوِّنين ثنائي كلوريد ثنائي الكبريت الغازي ورابع كلوريد الكربون. احسب التغيُّر القياسي في الطاقة الحرة، لأقرب ثلاثة أرقام معنوية، عند 298 K، Δ𝐺، معبِّرًا عنه لكل مول من ثنائي كلوريد ثنائي الكبريت الناتج.

س٧:

يتحلَّل ثالث أكسيد ثنائي النيتروجين تحلُّلًا انعكاسيًّا ليُنتِج أكسيد النيتريك وثاني أكسيد النيتروجين: يوضِّح الجدول قِيَم الإنتروبي القياسي وإنثالبي التكوين لثالث أكسيد ثنائي النيتروجين وبعض المواد الأخرى.

المادة الإنتروبي المولاري القياسي 𝑆 (J/K⋅mol) إنثالبي التكوين القياسي Δ𝐻f (kJ/mol)
N O ( ) 2 5 g 355.7 11.3
N O ( ) 2 4 g 304.4 11.1
N O ( ) 2 3 g 312.2 83.7
N O ( ) 2 g 220.0 81.6
N O ( ) g 210.8 90.3
N O ( ) 2 g 240.1 33.2

خُزِّنت عيِّنة من ثالث أكسيد ثنائي النيتروجين في ظروف ضغط قياسية متساوية لنواتج عملية التحلُّل. بافتراض أن مُعامِلات الديناميكا الحرارية المذكورة في الجدول لا تختلف باختلاف درجة الحرارة، احسب لأقرب درجة سلزية درجة الحرارة الصغرى التي تتحلَّل عندها عيِّنة من ثالث أكسيد ثنائي النيتروجين تحلُّلًا تلقائيًّا.

س٨:

يمكن إنتاج أكسيد الحديد الثلاثي من تفاعل الحديد مع الأكسجين الغازي. يوضِّح الجدول الآتي قيم إنتروبي وإنثالبي التكوين القياسية لأكسيد الحديد الثلاثي وغيره من المواد.

المادة الإنتروبي المولاري القياسي 𝑆 (J/K⋅mol) إنثالبي التكوين القياسي Δ𝐻f (kJ/mol)
F e ( ) s 27.3 0.0
F e ( ) g 180.5 416.3
F e O ( ) s 60.8 2 7 2 . 0
F e O ( ) 2 3 s 87.4 8 2 4 . 2
F e O ( ) 3 4 s 146.4 1 1 1 8 . 4
O ( ) 2 g 205.2 0.0

التغيُّر القياسي في طاقة جيبس الحرة، Δ𝐺 لتأكسد الحديد عند 298 K يُعبَّر عنه بقيمةٍ لكل مول من الحديد المتفاعل. احسب، لأقرب ثلاثة أرقام معنوية، قيمة Δ𝐺 عند 298 K.

س٩:

يمكن إنتاج غاز أول أكسيد الكربون من خلال الاحتراق الجزئي للكربون. يوضِّح الجدول قيم إنتروبي وإنثالبي التكوين القياسية لأول أكسيد الكربون وغيره من المواد.

المادة الإنتروبي المولاري القياسي 𝑆 (J/K⋅mol) إنثالبي التكوين القياسي Δ𝐻f (kJ/mol)
C ( ) s , g r a p h i t e 5.7 0.0
C ( ) g 158.1 716.7
O ( ) g 161.1 249.2
O ( ) 2 g 205.2 0.0
C O ( ) g 197.7 1 1 0 . 5
C O ( ) 2 g 213.8 3 9 3 . 5

التغيُّر القياسي في طاقة جيبس الحرة، Δ𝐺، للاحتراق الجزئي للكربون عند 298 K يُعبَّر عنه بقيمةٍ لكل مول من الكربون المتفاعل. احسب، لأقرب ثلاثة أرقام معنوية، قيمة Δ𝐺 عند 298 K.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.