Wissenschaft

Verwenden Sie Bindungsenergien, um Enthalpieänderungen zu finden

Sie können Bindungsenergien verwenden, um die Enthalpieänderung einer chemischen Reaktion zu ermitteln. Dieses Beispielproblem zeigt, was zu tun ist.

Rezension

Möglicherweise möchten Sie die Gesetze der Thermochemie sowie der endothermen und exothermen Reaktionen überprüfen, bevor Sie beginnen. Eine Tabelle mit Einfachbindungsenergien hilft Ihnen dabei.

Problem der Enthalpieänderung

Schätzen Sie die Enthalpieänderung ΔH für die folgende Reaktion ab:

H 2 (g) + Cl 2 (g) → 2 HCl (g)

Lösung

Um dieses Problem zu lösen, stellen Sie sich die Reaktion in einfachen Schritten vor:

Schritt 1 Die Reaktantenmoleküle H 2 und Cl 2 zerfallen in ihre Atome.

H 2 (g) → 2 H (g)
Cl 2 (g) → 2 Cl (g)

Schritt 2 Diese Atome verbinden sich zu HCl-Molekülen.

2 H (g) + 2 Cl (g) → 2 HCl (g)

Im ersten Schritt werden die HH- und Cl-Cl-Bindungen aufgebrochen. In beiden Fällen wird ein Mol Bindungen gebrochen. Wenn wir die Einfachbindungsenergien für die HH- und Cl-Cl-Bindungen nachschlagen, stellen wir fest, dass sie +436 kJ / mol und + 243 kJ / mol betragen, daher für den ersten Schritt der Reaktion:

ΔH1=+ (436 kJ + 243 kJ)=+679 kJ

Das Aufbrechen von Bindungen erfordert Energie, daher erwarten wir, dass der Wert für ΔH für diesen Schritt positiv ist.

Im zweiten Reaktionsschritt werden zwei Mol H-Cl-Bindungen gebildet. Das Brechen von Bindungen setzt Energie frei, daher erwarten wir, dass ΔH für diesen Teil der Reaktion einen negativen Wert hat. Unter Verwendung der Tabelle wird die Einfachbindungsenergie für ein Mol H-Cl-Bindungen zu 431 kJ bestimmt:

ΔH 2=-2 (431 kJ)=-862 kJ

Durch Anwendung des Hessschen Gesetzes ist ΔH=ΔH 1 + ΔH 2

ΔH=+679 kJ – 862 kJ
ΔH=-183 kJ

Antworten

Die Enthalpieänderung für die Reaktion beträgt ΔH=-183 kJ.

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