Энергетика химически процессов

101. Определите количество теплоты, выделяющейся при взаимодействии 50 г Р₂О₅ с водой по реакции Р₂О₅ + Н₂О = 2НРО₃, если тепловые эффекты реакции равны:

2Р + ⁵/₂О₂ = Р₂О₅; ∆Н_р =–1549,0 кДж;

2P + Н₂ + 3О₂ = 2НРО₃; ∆Н_р =–1964,8 кДж.

102. Процесс гашения оксида кальция представлен сле­дующим термохимическим уравнением: СаО + Н₂О = Са(ОН)₂ + 16 ккал.

Сколько теплоты выделится при гашении 1 т извести, содержащей 20% посторонних примесей.

103. Вычислите тепловой эффект реакции восстановления оксида железа (II) водородом, исходя из следующих термохимических уравнений:

FeO_(к) + СО_(г) = Fe_(к) + CO_2(г); ∆Н=–13,18 кДж;

СО_(г) + ¹/₂О_2(г) = СО_2(г); ∆Н=–283 кДж;

Н_2(г) + ¹/₂О_2(г) = H₂O_(г); ∆Н=–241,83 кДж.

104. Тепловой эффект какой реакции равен теплоте об­разования гидроксида кальция? Вычислите теплоту образования гидроксида кальция, исходя из сле­дующих термохимических уравнений:

Ca_(к) + ¹/₂О_2(г) = СаО_(к); ∆Н=–635,6 кДж;

Н_2(г) + ¹/₂О_2(г) = Н₂О_(ж); ∆Н=–285,84 кДж;

СаО_(к) + Н₂О_(ж) = Са(ОН)_2(к); ∆Н=–65,06 кДж.

105. Тепловой эффект какой реакции равен теплоте обра­зования метана? Вычислите теплоту образования ме­тана, исходя из следующих термохимических урав­нений:

Н_2(г) + ¹/₂О_2(г) = Н₂О_(ж); ∆Н=–285,84 кДж;

С_(к) + О_2(г) = СО_2(г); ∆Н=–393,51 кДж;

СН_4(г) + 2О_2(г) = 2Н₂О_(ж) + СО_2(г); ∆Н=–890,31 кДж.

106. Углерод аморфного угля сгорает по термохимическо­му уравнению

С + О₂ = СО₂ + 97,8 ккал (409,2 кДж).

Сколько тепла выделится при сгорании 1 т кокса, со­держащего 12% негорючих примесей?

107. Горение ацетилена выражается уравнением: 2С₂Н₂ + 5О₂ = 4СО₂ + 2Н₂О.

Вычислить величину ∆Н₂₉₈, если известно, что при сгорании 1л ацетилена выделяется 13,88 ккал (58,07 кДж) тепла.

108. Вычислить теплоту сгорания ацетилена С₂Н₂ + 2 ¹/₂О₂ = 2СО₂ + Н₂О_(Ж).

Вычислить, сколько тепла выделится при сгорании:

а) 1 м³ ацетилена, взятого при нормальных условиях;

б) 20 кг ацетилена.

109. Вычислить тепловой эффект реакции восстановления хрома алюминием:

Cr₂O₃ + 2Al = 2Cr + Al₂O₃.

Сколько тепла выделится, если для реакции взять 1 кг исходной смеси? Ответ выразить в килоджоулях.

110. Вычислить тепловой эффект образования 1 т чистого карбида кальция СаС₂: СаО + 3С = СаС₂ + СО

Теплота образования СаС₂ равна 15 ккал/моль (62,76 кДж/моль).

111. Сколько килоджоулей выделится при сгорании 1 кг октана С₈Н₁₈? Теплота образования октана 49,82 ккал/моль (воду в продуктах сгорания считать парообразной)?

112. Вычислить стандартную энтальпию образования крис­таллического оксида железа (III) по известным стан­дартным энтальпиям реакций:

1) Fe₂O_{3 (Т)} + 3CO _(Г) = 2Fe _(Т) + 3CO_{2 (Г)}, ∆Н⁰ = –6,74 ккал;

2) С _(ГРАФ) + О_{2 (Г)} = СО_{2 (Г)}, ∆Н⁰ = –94,1 ккал;

3) С _(ГРАФ) + ¹/₂О_{2 (Г)} = СО _(Г), ∆Н⁰ = –26,42 ккал.

113. Вычислить стандартную энтальпию образования крис­таллического сульфата цинка на основании сле­дующих данных:

1) ZnSO_{4 (Т)} = ZnO _(Т) + SO_{3 (Г)}, ∆H = +58,27 ккал;

2) 2ZnS _(Т) + 3O_{2 (Г)} = 2ZnO _(Т) + 2SO_{2 (Г)}, ∆H = –211,88 ккал;

114. Вычислите ∆H хлорида аммония, если для реакции

NH_{3 (Г)} + HСl _(Г)= NH₄Cl _(К), ∆H = –176,93 кДж/моль.

115. При растворении 16 г СаС₂ в воде выделяется 31,3 кДж теплоты. Определите стандартную теплоту образования Са(ОН)₂.

116. Определите ∆H Fe₂O₃, если при реакции

2Fe + Al₂O₃ = Fe₂O₃ + 2Al

на каждые 80 г Fe₂O₃ поглощается 426,5 кДж теп­лоты.

117. Тепловой эффект реакции

SO_{2 (Г)} + 2H₂S _(Г) = 3S (ромб) + 2Н₂О _(Ж)

равен –234,50 кДж. Определите стандартную теплоту образования Н₂S.

118. При получении азотной кислоты из KNO₃ протекают следующие реакции:

KNO_{3 (К)} + H₂SO_{4 (P)} = KHSO_{4 (К)} + HNO_3(Р) (а),

2KNO_{3 (К)} + H₂SO_{4 (P)} = K₂SO_{4 (К)} + 2HNO_{3 (Р)} (б). Сколько теплоты выделяется (или поглощается) при получении 1 кг азотной кислоты. если 80% ее обра­зуется по реакции (а), ∆H = –133,90 кДж/моль.

119. Разложение гремучей ртути при взрыве идет по урав­нению

Hg(ONC)₂ = Hg + 2CO + N₂, ∆H = –364,2 кДж. Определите объем выделившихся газов (н.у.) и коли­чество теплоты, выделившейся при взрыве 1,5 кг Hg(ONC)₂.

120. Вычислите количество теплоты, которое выделяется при сгорании 20 л диборана В₂Н₆ (н.у.), если ∆H B₂O_{3 (К)} и В₂Н_{6 (Г)} соответственно равны –1264 и +31,4 кДж/моль. Целесообразно ли использовать в качестве топлива диборан вместо этана, если стандартная теплота сгорания этана –1559,88 кДж/моль?

121. Окисление аммиака протекает по уравнению

4NH_{3 (Г)} + 3O_{2 (Г)} = 2N₂ + 6H₂O _(Ж),

∆H = –1528 кДж. Определите стандартную теплоту образования NH_{3 (Г)} и NH₃ Н₂О, если теплота раст­ворения NH_{3 (Г)} в воде равна –34,65 кДж.

122. Рассчитайте ∆H ZnSO₄, если известно, что:

2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂, ∆H = –890,0 кДж;

2SO₂ + O₂ = SO₃, ∆H = –196,6 кДж;

ZnSO₄ = ZnO + SO₃, ∆H = +234,0 кДж.

123. Используя значение ∆H реагирующих веществ, оп­ределите тепловой эффект реакции восстановления оксидом углерода (II) диоксида свинца до образования оксида свинца (II) и диоксида углерода:

PbO₂ + CO = PbO + CO₂

124. Вычислить стандартную энтальпию образования крис­таллического среднего фосфата кальция, если извест­но, что при сгорании 12 г кальция выделяется 45,57 ккал, при сгорании 6,2 г фосфора - –37 ккал, а при взаимодействии 168 г оксида кальция с 142 г фосфорного ангидрида - –160,5 ккал.

125. Рассчитайте тепловой эффект реакции

СН_{4 (Г)} + С1_{2 (Г)} = СН₃С1 _(Г) + НС1_(Г),

если известны тепловые эффекты реакций:

1) СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О, ∆H = –892,0 кДж;

2) 2СН₃С1 _(Г) + 3О_{2 (Г)} = 2СО_{2 (Г)} + 2Н₂О _(Ж)+ 2НС1, ∆H = –1374 кДж;

3) 2Н₂О _(Г) = 2Н₂О _(Ж), ∆H = –571,7 кДж;

4) Н_{2 (Г)} + С1_{2 (Г)} = 2НС1_(Ж), ∆H = –185,0 кДж.