Методическое пособие ) Уфа Издательство бгау 2005 (07)



страница4/14
Дата23.04.2016
Размер0.96 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14


Пример 2. Реакция горения этана выражается термохимическим уравнением:

C2H6(г) + 31/2 O2 = 2 CO2(г) + 3 H2O(ж); H х.р. = -1559,87 кДж.

Вычислите теплоту образования этана, если известны теплоты образования СО2(г) и Н2О(ж) (таблица 5).

Решение. Теплотой образования (энтальпией) данного соединения называют тепловой эффект реакции образования 1 моль этого соединения из простых веществ, взятых в их устойчивом состоянии при данных условиях. Обычно теплоты образования относят к стандартному состоянию, т.е. 250С (298 К) и 1,013105 Па, и обозначают через H0298. Так как тепловой эффект с температурой изменяется незначительно, то здесь и в дальнейшем индексы опускаются и тепловой эффект обозначается через H. Следовательно, нужно вычислить тепловой эффект реакции, термохимическое уравнение которой имеет вид:

2С (графит)+3 Н2 (г) = С2Н6 (г); H = ?

исходя из следующих данных:

а) С2Н6 (г) + 31/2 О2 (г) = 2 СО2 (г) + 3 Н2О(ж); H = -1559,87 кДж;

б) С (графит) + О2 (г) = СО2 (г); H = - 393,51 кДж;

в) Н2 (г)+1/2 О2 = Н2О (ж); H = - 285,84 кДж.

На основании закона Гесса с термохимическими уравнениями можно оперировать так же, как и с алгебраическими. Для получения искомого результата следует уравнение (б) умножить на 2, уравнение (в) - на 3, а затем сумму этих уравнений вычесть из уравнения (а):

С2Н6 + 31/2 О2 – 2 С – 2 О2 – 3 Н23/2 О2 = 2 СО2 + 3 Н2О – 2 СО2 – 3 Н2О

H = -1559,87 - 2 (-393,51) – 3 (-285,84) = +84,67 кДж

H = -1559,87 + 787,02 + 857,52; С2Н6 = 2 С + 3 Н2;

H = +84,67 кДж.

Так как теплота образования равна теплоте разложения с обратным знаком, то H0С2Н6 (г) = -84,67 кДж. К тому же результату придем, если для решения задачи применить вывод из закона Гесса:

Hх.р. = 2 Hсо2 + 3 Hн2о - Hс2н6 - 31/2 Hо2

Учитываем, что теплоты образования простых веществ условно приняты равными нулю:

Hс2н6 = 2 Hсо2 + 3 Hн2о - Hх.р.

Hс2н6 = 2 (-393,51) +3 (-285,84) +1559,87 = -84,67;

H0с2н6 = -84,67 кДж.

Пример 3. Реакция горения этилового спирта выражается термохимическим уравнением:

С2Н5ОН (ж) + 3О2 (г) = 2СО2 (г) + 3Н2О (ж); H = ?

Вычислите тепловой эффект реакции, если известно, что мольная (молярная) теплота парообразования) С2Н5ОН (ж) равна +42,36 кДж и известны теплоты образования: С2Н5ОН (г), СО2 (г), Н2О (ж) (см. таблицу 5).

Решение. Для определения Н-реакции необходимо знать теплоту образования С2Н5ОН (ж). Последнюю находим из данных:

С2Н5ОН (ж) = С2Н5ОН (г); H = +42,36 кДж.

+42,36 = -235,31 - Hс2н5он (ж)

Hс2н5он (ж) = -235,31 - 42,36 = -277,67 кДж.

Вычисляем H реакции, применяя следствия из закона Гесса:

Hх.р. = 2(-393,51) + 3(-285,84) + 277,67 = -1366,87 кДж.


3.1 Контрольные вопросы

41. Вычислите, какое количество теплоты выделится при восстановлении Fe2O3 металлическим алюминием, если было получено 335,1 г железа.

Ответ: 2543,1 кДж.

42. Газообразный этиловый спирт С2Н5ОН можно получить при взаимодействии этилена С2Н4 (г) и водяных паров. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект. Ответ: -45,76 кДж.

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

FeО (к) + СО (г) = Fe (к) + СO2 (г); H = -13,18 кДж.

СО (г) + 1/2 O2 (г) = СO2 (г); H = -283,0 кДж.

Н2 (г) + 1/2 O2 (г) = Н2O (г); H = -241,83 кДж.

Ответ: +27,99 кДж.

44. При взаимодействии газообразных сероводорода и диоксида углерода образуются пары воды и сероуглерод СS2 (г). Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект. Ответ: +65,43 кДж.

45. Напишите термохимическое уравнение реакции между СО (г) и водородом, в результате которой образуются СН4 (г) и Н2O (г). Сколько теплоты выделится при этой реакции, если было получено 67,2 л метана в пересчете на нормальные условия? Ответ: 618,48 кДж.

46. Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования NO? Вычислите теплоту образования NО исходя из следующих термохимических уравнений:

4 NН3 (г) + 5 O2 (г) = 4 NO (г) + 6 Н2O (ж); H = -1168,80 кДж.

4 NH3 (г) + 3 O2 (г) = 2 N2 (г) + 6 Н2O (ж); H = -1530,28 кДж.

Ответ: 90,37 кДж.

47. Кристаллический хлорид аммония образуется при взаимодействии газообразных аммиака и хлорида водорода. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект. Сколько теплоты выделится, если в реакции было израсходовано 10 л аммиака в пересчете на нормальные условия? Ответ: 78,97 кДж.

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

Н2 (г) + 1/2 O2 (г) = Н2O (ж); H = -285,84 кДж,

С (к) + O2 (г) = СO2 (г); H = -393,51 кДж.

СН4 (г) + 2 O2 (г) = 2 Н2O (ж) + СО2 (г); H = -890,31 кДж.

Ответ: -74,88 кДж.

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

Са (к) + 1/2O2 (г) = СаО (к); H = -635,60 кДж.

Н2 (г) + 1/2O2 (г) = Н2O (ж); H = -285,84 кДж.

СаО (к) + Н2O (ж) = Са(ОН)2 (к); H = -65,06 кДж.

Ответ: -986,50 кДж.

50. Тепловой эффект реакции сгорания жидкого бензола с образованием паров воды и диоксида углерода равен -3135,58 кДж. Составьте термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования С6Н6 (ж).

Ответ: +49,03 кДж.

51. Вычислите, сколько теплоты выделится при сгорании 165 л (н.у.) ацетилена С2Н2, если продуктами сгорания являются диоксид углерода и пары воды? Ответ: 924,88 кДж.

52. При сгорании газообразного аммиака образуются пары воды и оксид азота. Сколько теплоты выделится при этой реакции, если было получено 44,8 л NO в пересчете на нормальные условия? Ответ: 452,37 кДж.

53. Реакция горения метилового спирта выражается термохимическим уравнением:

СН3ОН (ж) + 3/2 O2 (г) = СO2 (г) + 2Н2О (ж); H = ?

Вычислите тепловой эффект этой реакции, если известно, что мольная теплота парообразования СН3ОН (ж) равна +37,4 кДж. Ответ: -726,62 кДж.

54. При сгорании 11,5 г жидкого этилового спирта выделилось 308,71 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Вычислите теплоту образования С2Н5ОН (ж). Ответ: -277,67 кДж/моль.

55. Реакция горения бензола выражается термохимическим уравнением

С6Н6 (ж) + 71/2 O2 (г) = 6 СO2 (г) + 3 Н2О (г); H = ?

Вычислите тепловой эффект этой реакции, если известно, что мольная теплота парообразования бензола равна +33,9 кДж. Ответ: -3135,58 кДж.

56. Вычислите тепловой эффект и напишите термохимическое уравнение реакции горения 1 моль этана С2H6 (г), в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Сколько теплоты выделится при сгорании 1 м3 этана в пересчете на нормальные условия? Ответ: 63742,86 кДж.

57. Реакция горения аммиака выражается термохимическим уравнением:

4 NН3 (г) + 3 O2 (г) = 2 N2 (г) + 6 Н2О (ж); H = -1530,28 кДж.

Вычислите теплоту образования NH3 (г). Ответ: -46,19 кДж/моль.

58. При взаимодействии 6,3 г железа с серой выделилось 11,31 кДж теплоты. Вычислите теплоту образования сульфида железа FeS.

Ответ: -100,26 кДж/моль.

59. При сгорании 1 л ацетилена (н.у.) выделяется 56,053 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Вычислите теплоту образования C2H2.

Ответ: 226,75 кДж/моль.

60. При получении эквивалентной массы гидроксида кальция из СаО (к) и Н2О (ж) выделяется 32,53 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования оксида кальция.

Ответ: -635,6 кДж.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница