1. Выбор термодинамических свойств веществ

Для проведения расчета нам необходимо знать некоторые свойства веществ, участвующих в реакции. Прежде всего, нам нужны стандартные теплоты образования, стандартные абсолютные энтропии и теплоемкости веществ. ¹

Таблица № 1

Вещество	ΔΗ0298, КДж/моль	ΔS0298, Дж/моль×К	Ср				ΔТ
			a	b×103	с×106	c’×10-5
C2H6(g)	-84,67	229,49	5,75	175,11	-57,85	-	298-1500
C2H4(g)	52,30	219,45	11,32	122,01	-37,90	-	298–1500
H2(g)	0	130,52	27,28	3,26	-	0,5	298–3000

2. Расчет стандартного теплового эффекта реакции при Т=298 К

Используя значения стандартных теплот образования, на основе 1ого следствия закона Гесса (тепловой эффект химической реакции равен разности сумм стандартных теплот образования продуктов и стандартных теплот образования реагентов с учетом стехиометрических коэффициентов), рассчитываем стандартный тепловой эффект реакции:

Δ_rH°₂₉₈ = Σν_iΔ_fH°_пр. - Σν_jΔ_fH°_реаг.;

Δ_rH°₂₉₈ = Δ_fH°(C₂H_4(g))+Δ_fH°(H_2(g)) - Δ_fH°( C₂H_6(g))=52,30+0-(-84,67)=136,97 кДж/моль=136970 Дж/моль

Полученный результат показывает, что прямая реакция эндотермическая (идет с поглощением тепла) и по принципу Ле-Шателье, повышение температуры способствует продуктов.

3. Расчет изменения теплоемкости в ходе химической реакции

Теплоемкость является одним из важнейших свойств вещества, она используется при расчетах многих термодинамических функций. При р=const используется изобарная теплоемкость – С_р,k. Теплоемкость зависит от температуры, и эта зависимость С_р,k для любого вещества выражается степенным

C_p = a + bT+ c’T^-2 для неорганических веществ.

C_p = a + bT+ cT² для органических веществ.

Если в расчетах используется широкий диапазон температур, то необходимо учитывать зависимость теплоемкости от температуры.

Изменение теплоемкости в ходе химической реакции рассчитывается по обычной формуле: Δ_rC_p = Σν_iC_pi – Σν_jC_pj. Чаще всего в справочной литературе приводятся трехчленные ряды, выражающие зависимость теплоемкости от температуры. Но если в реакции участвуют органические и неорганические вещества, то изменение теплоемкости реакции будет выражаться четырехчленным рядом. Δ_rC_p= a + bT + cT² + c’T^-2

Для того, чтобы получить выражение для Δ_rС_р, рассчитаем сначала изменение каждого коэффициента степенного ряда теплоемкости, например, Δ_ra = Σν_ia_i – Σν_ja_j. Таким же образом рассчитаем все остальные коэффициенты при температуре.

Δ_ra = 11,32+27,28-5,75= 32,85

Δ_rb =(122,01+3,26-175,11) ×10^-3 = -0,04984

Δ_rc = (-37,90+0-(-57,85)) ×10^-6= 0,00001995

Δ_rc` = 0,5×10⁵= 50000

В результате получим выражение:

Δ_rC_p = 32,85-0,04984*Т+0,00001995*Т² +50000* T^-2