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.