Как определить ∆Hº298 реакции 3C2H2(г.)=C6H6(ж.)?

Чтобы рассчитать изменение энтальпии реакции (∆Hº298) для реакции, где три молекулы ацетилена (C2H2) превращаются в одну молекулу бензола (C6H6), нам нужно пройти несколько шагов, используя данные об уровнях энергии для соответствующих реакций.

Шаг 1: Записываем уравнение реакции 

Мы рассматриваем реакцию:

3C2H2(г.) → C6H6(ж.)

Шаг 2: Используем данные о сгорании ацетилена 

Дано, что энтальпия сгорания ацетилена (C2H2) равно -1300 кДж/моль. Это значит, что при сгорании одной молекулы ацетилена выделяется 1300 кДж энергии. В уравнении сгорания ацетилена, она будет выглядеть так:

C2H2(г.) + 5/2 O2(г.) → 2 CO2(г.) + H2O(ж.)

Для 3 молекул ацетилена, мы можем умножить полное значение на три:

∆Hºсгор. (3C2H2) = 3  (-1300 кДж/моль) = -3900 кДж

Шаг 3: Определяем ∆Hº образования бензола 

Также дано, что стандартная энтальпия образования бензола составляет 82,9 кДж/моль. Это означает, что для образования одной молекулы бензола требуется затратить 82,9 кДж:

∆Hº(форм. C6H6) = 82,9 кДж/моль

Шаг 4: Применяем закон остаточной энтальпии 

Согласно закону остаточной энтальпии, мы можем записать уравнение для расчета ∆Hº298 реакции:

∆Hº298 = Σ ∆Hº(продукты) - Σ ∆Hº(реактанты)

Сначала, вычисляем сырьё:

Сумма изменений энтальпии для трех молекул ацетилена тогда будет:

Σ ∆Hº(реактанты) = 3  ∆Hº(C2H2)  
Поскольку ∆Hº(C2H2) = -1300 кДж/моль (помним, что это значение сгорания), то для образования ацетилена оно будет равно 0 (приятно знать, что у нас есть уровень родоначальника).

Следовательно:

Σ ∆Hº(реактанты) = 0

Теперь, подставляя все эти значения в формулу закона остаточной энтальпии:

∆Hº298 = ∆Hº(продукты) - ∆Hº(реактанты)

В данном случае, так как у нас имеется только один продукт (бензол):

= 82,9 кДж - (-3900 кДж)

Здесь будет шанс просто убрать знак минус, так как вычитая отрицательное значение, оно становится положительным:

∆Hº298 = 82,9 + 3900 = 3982,9 кДж

Подводя итог:

Таким образом, изменение энтальпии реакции 3C2H2(г.) → C6H6(ж.) будет равно 

∆Hº298 = 3982,9 кДж.

Это значение показывает, что реакция является эндотермической, что означает, что она требует значительного количества энергии для протекания.