АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Самостоятельная работа. Термохимические уравнения можно складывать, вычитать и умножать на численные множители

Читайте также:
  1. File — единственный объект в java.io, который работает непосредственно с дисковыми файлами.
  2. III. ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ НА СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ РАБОТАЮЩИХ.
  3. VIII. Работа над задачей
  4. Административная контрольная работа по дисциплине
  5. Аудиторная работа
  6. Безопасность при эксплуатации стационарных сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Техническое освидетельствование.
  7. В тех случаях, когда работа не зачтена, направляя ее после доработки на рецензирование, необходимо в тексте работы выделить все изменения, дополнения красным шрифтом.
  8. Введение в тему. Актуальность темы для профессионалов, работающих с детьми и семейными отношениями. Полезность для родителей — обычных и необычных.
  9. Внесение изменений и оптимизация разработанной системы обучения в процессе ее внедрения
  10. Выпускная квалификационная работа
  11. Выработайте обязательства члена церкви
  12. Где работает в ЧС ОПВП?

Термохимические уравнения можно складывать, вычитать и умножать на численные множители.

Теплота (энтальпия) химической реакции равна разности между суммой теплот (энтальпий) образования продуктов реакции и теплот (энтальпий) образования реагентов с учетом стехиометрических коэффициентов.

∆Hр-ции = ∑ni∆Hобразования продуктов - ∑nj∆Hобразования реагентов

Теплота (энтальпия) химической реакции равна разности между суммой теплот (энтальпий) сгорания реагентов и теплот (энтальпий) сгорания продуктов с учетом стехиометрических коэффициентов.

∆Hр-ции = ∑ni∆Hсгорания реагентов - ∑nj∆Hсгорания продуктов

Попробуем вместе решить несколько задач с использованием следствий из закона Гесса.

1. При сгорании 5,6 г оксида углерода (II) выделяется 56,58 кДж теплоты, а при взаимодействии 10,8 г FeO с оксидом углерода (II) выделяется 2,13 теплоты. Рассчитайте теплоту образования оксида железа (II).

Для решения этой задачи следует написать термохимические уравнения упомянутых реакций, а затем воспользоваться первым следствием из закона Гесса.

Чтобы вывести термохимические уравнения,

1) рассчитаем количества вещества оксидов железа (II) и углерода (II) по данной массе,

2) составив пропорцию, рассчитаем тепловые эффекты для количеств вещества, указанных в уравнениях.

1) n (CO) = 5,6/28 = 0,2 моль

n (FeO) = 10,8/72 = 0,15 моль

2) CO(г) + ½ O2(г) = CO2(г) + Q1

FeO(тв) + CO(г) = Fe(тв) + CO2(г) + Q2

0,2 моль CO --- +56,58 кДж

1 моль CO --- Q1 = 56,58/0,2 = +282,9 кДж

0,15 моль FeO --- +2,13 кДж

1 моль FeO --- Q2 = +14,2 кДж

Реакция, тепловой эффект которой надо найти, имеет следующее уравнение:

Fe(тв) + ½ O2(г) = FeO(тв) + Q3

Для того чтобы воспользоваться первым следствием из закона Гесса, удобно написать в столбик уравнения с известными тепловыми эффектами. Далее с известными уравнениями поступаем как в алгебраической системе уравнений. Компонуем их таким образом, чтобы после сокращений осталось только уравнение той реакции, о которой спрашивается в задаче. При необходимости любое из уравнений можно умножать или делить на вещественное число, и результаты либо складывать, либо вычитать. Выбор между сложением и вычитанием сделать легко. Если в известном и неизвестном уравнениях данное вещество занимает одинаковую позицию, например, является реагентом, то уравнения следует складывать. Если реагент неизвестного уравнения в известном уравнении является продуктом, то вычитать.

CO(г) + ½ O2(г) = CO2(г) + Q1

FeO(тв) + CO(г) = Fe(тв) + CO2(г) + Q2

В итоговом уравнении Fe - реагент, а во втором из известных - продукт. Кислород является реагентом и в первом уравнении, и в третьем. Такой анализ показывает, что следует от первого уравнения отнять второе:

CO + ½ O2 – FeO – CO = CO2 – Fe – CO2 + Q1 – Q2

После сокращения останется: ½ O2 – FeO = – Fe + Q1 – Q2

Перенесем через знак равенства символы веществ, имеющие знак «-», и получим искомое уравнение: Fe(тв) + ½ O2(г) = FeO(тв) +Q1 – Q2

Q1 – Q2 = 282,9 – 14,2 = 268,7 кДж

Итого, искомое термохимическое уравнение: Fe(тв) + ½ O2(г) = FeO(тв) + 268,7 кДж

 

2. Термохимическое уравнение обжига сульфида цинка имеет вид:

2ZnS(тв) + 3O2(г) = 2ZnO(тв) + 2SO2(г) + 885,7 кДж

Вычислите теплоту образования оксида серы (IV), если известно, что теплоты образования оксида и сульфида цинка соответственно равны 347,8 и 201,5 кДж/моль.

Воспользуемся вторым следствием из закона Гесса, обозначив неизвестную теплоту образования за x, не забывая, что теплота образования простого вещества (в нашем случае, кислорода) равна нулю. Получим уравнение с одним неизвестным:

Qр-ции = 885,7 = 2*347,8 + 2*x – 2*201,5

Решение уравнения дает x = +296,55 кДж/моль

Ответ: теплота образования SO2 равна +296,55 кДж/моль.

 

3.. Известно, что сжигание 1 кг торфа дает ≈ 21000 кДж теплоты. Каким объемом (н.у.) бутана можно заменить 1 кг торфа, если известны следующие энтальпии образования веществ: (∆fHo) бутана = -124,7 кДж/моль; (∆fHo) водяного пара = -241,8 кДж/моль; (∆fHo) углекислого газа = -393,5 кДж/моль.

Для решения данной задачи следует рассчитать тепловой эффект сгорания 1 моль бутана, затем составить пропорцию для расчета количества вещества бутана, сжигание которого даст 21000 кДж теплоты. Полученный результат перевести в объем (н.у.).

Чтобы рассчитать тепловой эффект реакции по известным теплотам образования участников процесса, следует воспользоваться вторым следствием из закона Гесса:

C4H10(г) + 6,5O2(г) = 4CO2(г)↑ + 5H2O(г) + Q

∆Hр-ции = 4*(-393,5) + 5*(-241,8) – (-124,7) = -2658,3 кДж

Qр-ции = -∆Нр-ции = 2658,3 кДж

1 моль C4H10 - 2658,3 кДж

x моль C4H10 - 21000 кДж x = 21000/2658,3 = 7,9 моль

V (н.у.) = 22,4*7,9 = 177 л

Ответ: 1 кг торфа можно заменить 177 л бутана.

4. Энергии диссоциации молекул H2, Cl2 и энтальпия образования HCl составляют соответственно 436, 243 и -92 кДж/моль. Чему равна энергия связи HCl?

Вспомним природу теплового эффекта химической реакции. При разрыве связей в реагентах затрачивается энергия, равная их энергиям диссоциации, а при образовании продуктов выделяется энергия, равная сумме энергий образовавшихся связей. Результатом является выделение или поглощение энергии, то есть, речь идет о количестве теплоты (Q). Учтем коэффициенты в реакции образования HCl и тот факт, что ∆H = - Q. Обозначим энергию связи в молекуле HCl за x и получим:

Cl2(г) + H2(г) = 2HCl(г) + 184 кДж

2*x - 243 – 436 = 184, откуда x = 431,5 кДж/моль

Ответ: энергия связи H-Cl равна 431,5 кДж/моль.

Постарайтесь полностью разобраться в решениях задач на закон Гесса. Тем не менее, решение самостоятельной работы по этим задачам является необязательным. Тем, кто будет ее выполнять, будут поставлены только положительные оценки или оказана помощь.

Самостоятельная работа

1. Растворение в воде 1 моль карбоната натрия сопровождается выделением 25 кДж теплоты, а растворение 1 моль декагидрата карбоната натрия – поглощением 67 кДж теплоты. Определите тепловой эффект образования 1 моля декагидрата карбоната натрия из безводной соли и воды.

2. Термохимическое уравнение разложения нитрата меди имеет следующий вид:

2Cu(NO3)2(тв) = 2CuO(тв) + 4NO2(г)↑ + O2(г)↑ – 613,6 кДж

Вычислите теплоту образования нитрата меди, если известно, что теплоты образования оксида меди (II) и оксида азота (IV) равны +155,1 и -33,8 кДж/моль соответственно.

3. При стандартных условиях теплота сгорания водорода в кислороде равна 286,2 кДж/моль, а теплота сгорания водорода в озоне равна 333,9 кДж/моль. Чему равна теплота образования озона из кислорода при стандартных условиях?

4. Теплота образования газообразной воды из простых веществ при стандартных условиях составляет 242 кДж/моль. Рассчитайте энергию связи O-H в молекуле воды, если энергии связей в молекулах H2 и O2 составляют 436 и 498 кДж/моль соответственно.

5. Хлорат калия (KClO3) при нагревании разлагается по двум параллельным путям. По первому пути происходит диспропорционирование на перхлорат (KClO4) и хлорид. По второму –разложение на хлорид и кислород. При полном разложении одного моля хлората калия выделилось 43,2 кДж теплоты. Какая часть хлората калия разложилась с выделением кислорода? Теплоты образования Q (кДж/моль) веществ составляют: 430 (KCl), 391 (KClO3) и 437 (KClO4).

Ответы:

1. + 92 кДж

2. +394,3 кДж/моль

3. -143,1 кДж/моль

4. 463,5 кДж/моль

5. 20%


Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)