呋喃基咪唑啉化合物合成反应的热量衡算
该反应的化学方程式如下:
2 C2H8N2 + C4H3OCHO + 2 NaOH → C10H8N4O + 3 C2H4N2 + C4H4O2 + 2 H2O
其中,C2H8N2为乙二胺,C4H3OCHO为呋喃甲醛,NaOH为氢氧化钠,C10H8N4O为呋喃基咪唑啉化合物,C2H4N2为三乙烯二胺,C4H4O2为呋喃醛。
根据热力学第一定律,反应的热量平衡可以表示为:
ΔH = Σ(nΔHf(products)) - Σ(nΔHf(reactants))
其中,ΔH为反应的热量变化,n为各化合物的摩尔数,ΔHf为各化合物的标准摩尔生成焓。
根据《化学化工手册》中的数据,各化合物的标准摩尔生成焓如下:
ΔHf(C2H8N2) = -45.9 kJ/mol ΔHf(C4H3OCHO) = -191.4 kJ/mol ΔHf(NaOH) = -470.1 kJ/mol ΔHf(C10H8N4O) = -84.7 kJ/mol ΔHf(C2H4N2) = 113.7 kJ/mol ΔHf(C4H4O2) = -84.7 kJ/mol ΔHf(H2O) = -285.8 kJ/mol
根据化学方程式和反应物的摩尔数,可以计算出各产物的摩尔数:
n(C10H8N4O) = 1 mol n(C2H4N2) = 3 mol n(C4H4O2) = 1 mol n(H2O) = 2 mol
根据热量平衡公式,可以计算出反应的热量变化:
ΔH = [n(C10H8N4O)ΔHf(C10H8N4O) + n(C2H4N2)ΔHf(C2H4N2) + n(C4H4O2)ΔHf(C4H4O2) + n(H2O)ΔHf(H2O)] - [n(C2H8N2)ΔHf(C2H8N2) + n(C4H3OCHO)ΔHf(C4H3OCHO) + n(NaOH)ΔHf(NaOH)]
ΔH = [(1 mol)(-84.7 kJ/mol) + (3 mol)(113.7 kJ/mol) + (1 mol)(-84.7 kJ/mol) + (2 mol)(-285.8 kJ/mol)] - [(2 mol)(-45.9 kJ/mol) + (1 mol)(-191.4 kJ/mol) + (2 mol)(-470.1 kJ/mol)]
ΔH = -333.5 kJ/mol
因此,该反应的热量变化为-333.5 kJ/mol,表示反应放热,即反应释放了333.5 kJ的热量。
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