Какое количество теплоты выделится при окислении 800 г глюкозы?

Н Н

DН обр.(С₂Н₆) = 2DН_атомиз + 3DН_атомиз-Ес-с - 6Е с-н

Ø РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ

1. Вычислить теплоту реакции получения гидроксида кальция из оксида кальция и воды, если теплота образования оксида кальция равна +635,7 кДж/моль, теплота образования воды равна +285,8 кДж/моль, а теплота образования гидроксида кальция равна +986,8 кДж/моль.

Решение

Q _р-ции = Q_{обр.прод.} – Q _{обр. реаг.} = Q _{обр. Са(ОН)2} – (Q _{обр.СаО} + Q _{обр. Н2О}) = 986,8 – (635,7 + 285,8) = 65,3 кДЖ/моль

Ответ. 65,3 кДж/моль.

 

 

1. Окисление глюкозы в организме может протекать по реакции:

С₆Н₁₂О₆ (тв.) + 6О₂ (г.) = 6СО₂ (г.) + 6Н₂О (ж.), Н = –2803 кДж.

Какое количество теплоты выделится при окислении 800 г глюкозы?

Решение

Ответ. 12 458 кДж.

 

 

3. Определите количество теплоты, которое выделится при образовании 120 г MgO в результате реакции горения магния, с помощью термохимического уравнения.

2 Mg + O₂ = 2MgO + 1204 кДж

Решение

1) Определяем количества оксида магния, используя формулу для нахождения количества вещества через массу. ν = m / M

 

ν(MgO) = 120г: 40 г/моль = 3 моль

 

2) Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции

 

По уравнению 2 моль MgO - 1204 кДж

 

По условию 3 моль MgO - Q

Отсюда Q= (3 * 1204):2 = 1803кДж

Ответ: При образовании 120г оксида магния выделится 1803 кДж энергии.

 

 

В результате реакции, термохимическое уравнение которой

2 C₂H₂+ 5O₂ = 4CO₂ +2H₂O + 2610 кДж выделилось 652,5 кДж теплоты. Определите массу сгоревшего ацетилена.

Решение

1) Установим пропорциональные отношения между количеством вещества ацетилена и количеством теплоты.

 

По уравнению 2 моль C₂H₂ ---------- 2610 кДж

 

По условию х моль ---------- 652,5 кДж

 

Решаем пропорцию х=(2 * 652,5):2610

2) Определяем массу ацетилена по формуле m= n * M

 

m = 0,5 моль * 26 г/моль = 13 г.

Ответ: масса сгоревшего ацетилена 13 г.

 

 

В результате горения 48 г метана выделилось 2406 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.

Решение

1. Запишем уравнение реакции горения метана в общем виде

CH₄ + 2O₂ = CO₂ +2H₂O + Q

 

2. Определим количество 48 г метана

 

ν = m / M

 

ν(CH₄) = 48г: 16 г/моль = 3 моль

 

3. Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции

 

По условию 3моль CH₄ - 2406 кДж

 

По уравнению 1 моль CH₄ - Q

 

Решаем пропорцию Q=(1*2406):3=802кДж

 

Ответ: термохимическое уравнение реакции горения метана

CH₄+ 2O₂ = CO₂ +2H₂O + 802 кДж

 

 

6. Рассчитайте тепловой эффект реакции:

4NH₃(г) + 3O₂(г) = 2N₂(г) + 6H2O(ж),

если ΔH₀обр NH₃(г) и H₂O(ж) равны соответственно -286 и -46 кДж/моль.

Решение

1. O₂ и N₂ – простые вещества, следовательно тепловой эффект образования их равен нулю.

2. Согласно следствию из закона Гесса, тепловой эффект реакции равен разности между суммами теплот образования продуктов реакции и теплот образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов:

ΔH0 = 6·(-286) – 4·(-46)=-1532 кДж.

2. Термохимическое уравнение будет иметь вид

3. 4NH3(г) + 3O2(г) = 2N2(г) + 6H2O(ж)+1532 кДж

Ответ: в результате данной реакции выделится 1532 кДж.

 

 

Определить тепловой эффект реакции гидролиза нитрида магния

Mg₃N₂(тв.) + 6H₂O(ж.) = 3Mg(OH)₂(тв.) + 2NH₃(г.).

Решение

DH = DHобр.прод. – DHобр.исх.

Используя справочные данные, находим теплоты образования продуктов и исходных веществ:

DH обр. (Mg₃N₂(тв.)) = –461,5 кДж/моль;

DH обр. (Mg(OH)₂(тв.)) = –924,66 кДж/моль;

DH обр. (H₂O(ж.) = –285,77 кДж/моль;

DH обр. (NH₃(г.) = –46,19 кДж/моль;

Отсюда

DH⁰ = [3×(–924,66) + 2×(–46,19)] – [–461,5 + 6×(–285,77)] == –689,86 кДж/моль.

 

8. Вычислить стандартную энтальпию реакции:

2C₂H₅OH_(жидк.) = C₂H₅OC₂H_5(жидк.) + H₂O_(жидк.)

по значениям стандартных энтальпий сгорания веществ: DH⁰сгор. C₂H₅OH = -1368 кДж/моль; DH⁰сгор. C₂H₅OC₂H₅ = -2727 кДж/моль.

Решение

Запишем выражение второго следствия из закона Гесса с учетом того, что стандартная энтальпия сгорания воды равна нулю:

= 2× C₂H₅OH - C₂H₅OC₂H₅.

Подставим значения стандартных энтальпий сгорания веществ, участвующих в реакции: = 2×(-1368) - (-2727) = -9 кДж.

Ответ: = -9 кДж.

 

При сгорании некоторого количества газообразного углеводорода образовалось 4,48 л оксида углерода (IV) (н.у.) и 3,6 г воды и выделилось 137,5 кДж теплоты. Определите теплоту сгорания углеводорода, если известно, что его плотность по воздуху равна 1,448.

Решение

1) Определяем простейшую формулу сгоревшего углеводорода:

С х Н у + О₂ → х СО₂ + 0,5у Н₂О

ν(СО₂) = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль;

ν(Н₂О) = 3,6/ 18 = 0,2 моль.

ν(С) = 0,2 моль;

ν(Н) = 0,2 · 2 = 0,4 моль.

х: у = 0,2: 0,4 = 1: 2. Простейшая формула углеводорода СН₂.

2) Рассчитываем молярную массу и определяем молекулярную формулу углеводорода:

М(С х Н у) = Dвоздух · 29 = 1,448 · 29 = 42 г/моль. М(фрагмента СН₂) = 14 г/моль

Молекулярная формула углеводорода (СН₂) n:

n = М(СхНу) / М(фрагмента СН₂) = 42 / 14 = 3.

Углеводород (СН₂)₃ или С₃Н₆.

3) Записываем термохимическое уравнение реакции горения углеводорода и определяем теплоту сгорания:

С₃Н₆(газ) + 4,5 О₂(газ) → 3 СО₂(газ) + 3 Н₂О(ж) + Q(сгорания)

ν(С₃Н₆) =ν(СО₂) / 3 = 0,2 / 3 = 0,0667 моль.

Q(сгорания С₂Н₆) = Q / ν(С₂Н₆) = 137,5 / 0,0667 = 2061 кДж/моль.

Ответ: Q(сгорания С₂Н₆) = 2061 кДж/моль.

 

 

При сжигании 9 г органического вещества образовалось 13,2 г оксида углерода(IV) и 5,4 г воды и выделилось 140 кДж теплоты. Определите молекулярную формулу вещества, если его теплота сгорания равна 2800 кДж/моль.

Решение

1) Судя по продуктам сгорания исходное вещество содержало углерод, водород и,возможно, кислород. Рассчитываем количества образовавшихся веществ, и записываем схему горения:

ν(СО₂) = 13,2 / 44 = 0,3 моль.

ν(Н₂О) = 5,4 / 18 = 0,3 моль.

С х Н у О z + О₂ →СО₂ + Н₂О

2) Рассчитываем количества веществ элементов, входящих в состав исходного вещества и определяем его простейшую формулу:

ν(С) = ν(СО₂) = 0,3 моль.

ν(Н) = 2 · ν(Н₂О) = 0,3 · 2 = 0,6 моль.

m(O) = m(вещества) – m(С) – m(Н) = 9 – 0,3 · 12 – 0,6 · 1 = 4,8 г.

ν(О) = 4,8 / 16 = 0,3 моль.

х: у: z = 0,3: 0,6: 0,3 = 1: 2: 1. Простейшая формула вещества СН₂О.

3) Определяем молярную массу вещества и его молекулярную формулу:

ν(исходного вещества) = Q(выделившееся при сгорании взятого количества):

Q(сгорания) = 140 / 2800 = 0,05 моль.

М(исходного вещества) = 9 / 0,05 = 180 г/моль.

Молекулярная формула (СН₂О) n; n = 180 / 30 = 6. С₆Н₁₂О₆.

Ответ: С₆Н₁₂О₆.

Ø ТЕСТЫ ПО ТЕМЕ: «ОСНОВЫ ТЕРМОХИМИИ. ТЕПЛОВЫЕ ЭФФЕКТЫ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ».

 

Тест 1

1. При стандартных условиях теплота образования равна 0 для:

а) водорода; б) воды; в) пероксида водорода; г) алюминия.

2. Реакция, уравнение которой N2 + O2 = 2NO – Q, относится к реакциям:

а) эндотермического соединения; б) экзотермического соединения;

в) эндотермического разложения; г) экзотермического разложения.

Ключ к тесту 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

А, г а г б в а, в г в а б

Тест 2

1. При стандартных условиях теплота образования равна 0 для:

а)углекислого газа;б) железа;в) пероксида водорода; г) кислорода.

2. Реакция, уравнение которой N₂ + 3Н₂ = 2NН₃ + Q, относится к реакциям:

а) эндотермического соединения; б) экзотермического соединения;

в) эндотермического разложения; г) экзотермического разложения.

3. При соединении 11,16 г железа с серой выделилось 20,06 кДж теплоты. Определить теплоту образования сульфида железа.

а) 838; б) 100; в) 364,6; г) 419.

4. Эндотермической является реакция:

а) горения водорода; б) разложения воды; в) горения углерода; г) горения метана.

5. Известны тепловые эффекты следующих процессов:

2С₂Н₂ (г.) + 5О₂ (г.) = 4СО (г.) + 2Н₂О (ж.) + 2600 кДж, Н₂О (ж.) = Н₂О (г.) – 40 кДж.

Какую массу воды (в г), находящейся при температуре кипения, можно испарить за счет теплоты, полученной при полном сгорании 89,6 л (н.у.) ацетилена?

а) 72; б) 1170; в) 2340; г) 4680.

6. Какое определение неверно для данной реакции:

СaCO₃ CaO + CO₂ – Q.?

а) гомогенная; б) эндотермическая;

в) реакция соединения; г) окислительно-восстановительная.

7. Вычислить теплоту реакции получения гидроксида кальция из оксида кальция и воды, если теплота образования оксида кальция равна +635,7 кДж/моль, теплота образования воды равна +285,8 кДж/моль, а теплота образования гидроксида кальция равна +986,8 кДж/моль.

а) 65,3; б) 786; в) 503; г) 393.

8. Дано термохимическое уравнение:2SO₂ + O₂ = 2SO₃ + 198 кДж.

В результате реакции выделилось 495 кДж теплоты. Какая масса (в г) сернистого газа прореагировала с кислородом?

а) 160; б) 640; в) 320; г) 320.

9. Термохимическое уравнение реакции горения метана имеет вид:СН₄ (г.) + 2О₂ (г.) = СО₂ (г.) + 2Н₂О (г.), Н = –802,2 кДж.

1) 23 2) 46 3) 92 4) 184

 

Моль HCl, равно

 

1) 184,6 кДж 2) 276,9 кДж 3) 369,2 кДж 4) 461,5 кДж

 

 

26. Теплота образования 1 моль оксида магния из простых веществ составляет 600 кДж. Объем кислорода (н.у.), затраченный для получения 2400 кДж теплоты, равен

 

1) 11,2 л 2) 22,4 л 3) 33,6 л 4) 44,8 л

 

 

27. Теплота образования оксида алюминия равна 1676 кДж/моль. Определите тепловой эффект реакции, в которой при взаимодействии алюминия с кислородом получено 25,5 г Al₂O₃.

 

1) 140 кДж 2) 209,5 кДж 3) 419 кДж 4) 838 кДж

 

 

Ответы: 1-2, 2-4, 3-1, 4-4, 5-3, 6-2, 7-1, 8-3, 9-1, 10-4, 11-4, 12-2, 13-3, 14-3, 15-2, 16-3, 17-1, 18-3, 19-3, 20-1, 21-2, 22-2, 23-4, 24-1, 25-3, 26-4, 27-3, 28-1, 29-1, 30-2, 31-3.

 

 

Источники информации:

 

1. http://olgvo2007.narod.ru/Podgotovka_k_EGE_po_himii

 

2. http://himekoscho.ucoz.ru/load/termokhimicheskie_uravnenija/27-1-0-130

 

3. http://maratakm.narod.ru

 

4. http://www.hemi.nsu.ru/text211.htm

 

5. Енякова Т.М.,Кардычко Ю.С. "Алгоритмы как инструмент дифференцированного подхода к учащимся" Журнал "Химия в школе" №1,2004

 

6. Новоженов В.А. «Введение в неорганическую химию» Барнаул. Изд-во. Алт.унив-та., 2001

 

1. Пак М.С. "Алгоритмика при изучении химии"М: гуманитарный издательский центр "Владос",2000

 

1. Симонова М.В."Химический тренажер по решению расчетных задач" (Химия. Приложение к газете 1сентября)

 

1. Тригубчак И.В. Пособие-репетитор по химии. http://him.1september.ru

 

1. Шамова М.О. "Учимся решать расчётные задачи по химии" М:Школа – пресс, 1999

Н Н

DН обр.(С₂Н₆) = 2DН_атомиз + 3DН_атомиз-Ес-с - 6Е с-н

Ø РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ

1. Вычислить теплоту реакции получения гидроксида кальция из оксида кальция и воды, если теплота образования оксида кальция равна +635,7 кДж/моль, теплота образования воды равна +285,8 кДж/моль, а теплота образования гидроксида кальция равна +986,8 кДж/моль.

Решение

Q _р-ции = Q_{обр.прод.} – Q _{обр. реаг.} = Q _{обр. Са(ОН)2} – (Q _{обр.СаО} + Q _{обр. Н2О}) = 986,8 – (635,7 + 285,8) = 65,3 кДЖ/моль

Ответ. 65,3 кДж/моль.

 

 

1. Окисление глюкозы в организме может протекать по реакции:

С₆Н₁₂О₆ (тв.) + 6О₂ (г.) = 6СО₂ (г.) + 6Н₂О (ж.), Н = –2803 кДж.

Какое количество теплоты выделится при окислении 800 г глюкозы?

Решение

Ответ. 12 458 кДж.

 

 

3. Определите количество теплоты, которое выделится при образовании 120 г MgO в результате реакции горения магния, с помощью термохимического уравнения.

2 Mg + O₂ = 2MgO + 1204 кДж

Решение

1) Определяем количества оксида магния, используя формулу для нахождения количества вещества через массу. ν = m / M

 

ν(MgO) = 120г: 40 г/моль = 3 моль

 

2) Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции

 

По уравнению 2 моль MgO - 1204 кДж

 

По условию 3 моль MgO - Q

Отсюда Q= (3 * 1204):2 = 1803кДж

Ответ: При образовании 120г оксида магния выделится 1803 кДж энергии.