VIII . Расчёт теплового эффекта химических реакций

Задача 1. Исходя из теплового эффекта реакции

         SiO₂ + 2Mg = 2 Mg + Si + 292 кДж

           рассчитайте, какое количество теплоты выделится при вос­ становлении магнием 3 г оксида кремния.

     Решение:

          Из приведенного уравнения реакции видно, что при восстановлении 1 моль SiO₂ (60г) выделяется 292 кДж теплоты.

          Следовательно, при восстановлении 3 г оксида крем­ния выделится теплоты

          Q = (292/60) • 3 = 14,6 (кДж).

         Ответ: Q = 14,6 кДж

 

Задача 2. Вычислите тепловой эффект реакции

          2КСlО_3тв = 2КС1_тв + ЗО_2г,

           если известно, что при разложении 24,5 г бертолетовой соли (КСlO₃)        выделяется 9,6 кДж теплоты.

    Решение:

24,5 г КС1О₃ составляют 0,2 моль, а по условию в реакции участвует 2 моль, откуда находим:

 Q = (9,6 / 0,2) • 2 =  96(кДж) и ΔH°реакции = -96кДж.

Ответ: Δ H °реакции =  -96 кДж.

Задача 3. Вычислите тепловой эффект реакции

           2СО_(г) = С_тв + С0_2г + Q,

          если теплоты образования СО_г. И СО_2г равны:

         q(CO) = + 110,5 и q(CO₂) = + 393,5 кДж/моль.

   Решение:

          Теплоты образования СО и СО₂ — это тепловые эффекты процессов:

         С_тв+1/2О_2г=СО_г+110,5 кДж

         С_тв + О_2г = СО_2г + 393,5 к Дж

         Согласно следствию из закона Гесса тепловой эффект реакции Q равен:

         Q = q (СО₂)-2q(СО) = 393,5-2 • 110,5 = 172,5

Ответ: Q = 172,5 кДж.

 

! Решите задачи

1. Выберите из приведенного набора реакций те, которые по вашему мнению, являются экзотермическими:       

а) 2Н_2г + О_2г = 2Н₂О_Ж + 571,6 кДж

6) NH₃ + HC1= NH₄Cl_ТВ + 175,3 кДж

в) 2Mg_TB + O_2г = 2MgO_TB + 1203,7 кДж

г) MgCO_3TB = MgO_TB + СО2г -101,0 кДж

2. Выберите из приведенного набора реакций те, которые, по вашему мнению, являются эндотермическими:

а) 2NaHCO₃ = Na₂CO_3тв + H₂O + CO_2г            ΔH°= +133,5 кДж

б) 2А1_ТВ + 3S_TB = А1₂S_3тв                              ΔH°= - 724,0 кДж

в) 2Fе_тв + ЗС1_2г = 2FеС1_3тв                            ΔH°= -798,8 кДж

г) СаО_ТВ + 3С_тв = СаС_2тв + СО_г                          ΔH°= +460,2 кДж

3. Не используя термохимические данные, предскажите, какие из приведенных реакций должны быть экзотермическими:

а) 2КМnО_4тв = МnО_2тв +К₂Мn0_4тв + О_2г

б) 2Н_2г+О_2г = 2Н₂О_ж

в) 2Pb(NO₃)_2T =2PbO_тв +4NO_2г +О_2г

г) Н₂ + F_2г =2НFг

4. Какова должна быть масса углерода, чтобы в процессе его горения согласно уравнению 2С_TB + О_{2 г} = 2СО_Г + 221,0 кДж выде­лилось 23,0 к Дж теплоты?

5. Какова должна быть масса серы, чтобы в процессе ее горения выделилось 100,2 кДж теплоты? Термохимическое урав­нение реакции:

S_TB + О_2г = SO_2г, ΔH°= -298,9 кДж.

6. Тепловой эффект реакции Zn_тв + 1/2O₂ = ZnO_тв +350,6 кДж. Каков объем (н. у.) прореагировавшего кислорода, если известно, что при окислении цинка выделилось 17,4 кДж теплоты?

7. Какое количество нитрата натрия подверглось разложению, если для этого потребовалось 54,6кДж тёплоты, а термо­химическое уравнение реакции 2NaNO_3тв = 2NaNO_2тв + О_2г,  ΔH°= 218,4кДж?

8. При взаимодействии водорода с кислородом образование 1 моль жидкой воды сопровождается выделением 285,8 кДж теп­лоты. Какое количество водорода вступило в реакцию, если при этом выделилось 411,6 кДж теплоты?

9. Ортофосфат кальция образуется по реакции

3СаО_тв. + Р₂О_5тв. = Са₃(РО₄)₂ +739 кДж

10. Какое количество теплоты выделится при образовании 7,5 моль ортофосфата кальция?

11. Рассчитайте по какой из реакций (а или Б) образование 1м³ СО₂ будет сопровождаться выделением большого количества теплоты и во сколько раз?

а) С_тв + О_2г = СО_2г + 393,5 к Дж

б) 2 С_тв+О_2г= 2СО_г+566,0 кДж

12. Реакции восстановления оксида марганца  алюминием идёт по уравнению:

3 MnO_тв + 2Al_тв = Al₂O_3тв + 3Mn_тв + 520,7 кДж.

13. Какое количество теплота выделится, если масса исходной стереохимической смеси составляет 100г?

14. Термохимическое уравнение реакции взаимодействия фосфора с хлором:

2P_тв + 3Cl_2г = 2PCl_3г + 560,0 кДж.

15. Какое количество теплоты выделится, если объём вступившего в реакцию хлора (н.у.) равен 0,28 м³?

16. В каком случае и во сколько раз выделится больше теплоты: при сгорании 1 л аммиака или 1 л сероводорода? Соответствующие термохимические уравнения:

а) 4NH_3г + 3O_2г = 2N_2г +6H₂O_г + 1266,0 кДж

б) H₂S_г + 3/2O_2г = H₂O_г + SO_2г + 518,3 кДж

17. В каком случае и во сколько раз потребуется большее количество теплоты: для разложения 1 г карбоната кальция или 1 г карбоната магния? Соответствующие термохимические уравнения:

а) СаСО_3тв = СаО_ТВ + СО_2г                   ΔH°= 178,2 кДж

б) MgCO_3тв = MgO_тв + CO_2г                      ΔH°= 115,6 кДж

18. Рассчитайте тепловой эффект реакции 2Al_тв + 3I_2тв = 2AlI_3тв, если известно, что при взаимодействии 4,05 г алюминия с йодом выделилось 46,2 кДж теплоты.

19. Разложение карбоната бария идёт по уравнению BaCO_3тв = BaO_тв + CO_2г.

20. Рассчитайте тепловой эффект реакции разложения карбоната бария, если для получения 89,6 л (н.у.) углекислого газа потребовалось 1078,0 кДж теплоты.

21. Определите тепловой эффект реакции

 SO_2г + CO_2г = SO_3г + CO_г,

если известно, что для образования 0,1 моль SO₃  требуется 18,4 кДж теплоты.

22. При взаимодейтсвии 8,4 г железа с серой выделилось 15,0 кДж теплоты. Найдите тепловой эффект реакции образования 1 моль сульфида железа (II) и составьте термохимическое уравнение реакции.

23.* При взрыве 67,2 л гремучего газа (2Н_2г +О_2г) с образованием водяного пара выделяется 483,6 кДж теплоты. Какое количество теплоты выделится при сгорании 26,9 л водорода (н.у.)?

24.* В промышленности в качестве газообразного топлива используется эквимолярная смесь водорода и оксида углерода (II), называемая водяным газом. Термохимическое уравнение реакции получения водяного газа:

С_тв + Н₂О_г  = СО_г + Н_2г                   ΔH°= + 131,3 кДж

25. Какое количество теплоты необходимо затратить для получения 5 моль водяного газа?

26. Термохимическое уравнение реакции окисления оксида серы (IV):

2SO_2г + O_2г = 2SO_3г + 197,8 кДж.

27. Какое количество теплоты выделится, если исходная газовая смесь содержит 5 л О₂ и 7 л SO₂ (н.у.)?

28. Взаимодействие хлорида фосфора (III) с хлором при повышенной температуре описывается уравнением реакции

PCl_3г + Cl_2г = PCl_5г                         ΔH°= -86,9 кДж/моль

29. Рассчитайте, какое количество теплоты выделится при взаимодействии 3,36 л  PCl₃ и 3,36 л Cl₂ (пересчитанных на н.у.). Изменится ли эта величина, если при том же объёме хлорида фосфора (III) взять 6л хлора?

30. Теплота образования 1 моль хлороводорода из простых веществ (Cl₂ и Н₂) ΔH°= -92,0 кДж/моль. Какое количество теплоты выделится при реакции смеси газов, состоящей из 0,7 моль хлора и 0,3 моль водорода?

31.  Вычислите тепловой эффект реакции 4НCl_г + O_2г = 2H₂O_г + 2Cl_2г +Q, если теплоты образования Н₂О_г и HCl_г равны +241,8 кДж/моль и +92,0кДж/моль соответственно.

32. Рассчитайте теплоту образования бертолетовой соли (2КСlО_3тв), если известен тепловой эффект реакции: 2КСlО_3тв = 2КС1_тв + ЗО_2г + 96 кДж и теплота образования  КС1равна + 437 кДж/моль.

33. В каком случае выделяется больше количества теплоты: при сгорании 1 г фосфора или 1 г углерода?

а) 4P_тв + 5O_2г = P₄O_10тв                  ΔH°= - 2984 кДж/моль

б) С_тв +О_2г = СО_2г                          ΔH°= - 393,5 кДж/моль