ГлавнаяЗадачи по химииТермохимические уравнения

Решение задач по химии

Химические формулы
· Формула и валентность
· Вывод эмпирических формул
· Вывод молекулярных формул
· Расчёты при помощи моля
· Молярный объем газов
· Расчёты по молекулярным уравнениям
· Расчёты по термохимическим уравнениям
· Расчёты по массовым долям
· Электролитическая диссоциация
· Смещение химического равновесия

Окислительно-восстановительные реакции

Расчёты по термохимическим уравнениям


Теоретический материал представлен на страницах:

Любая химическая реакция сопровождается поглощением или выделением энергии. Термохимические уравнения показывают соотношение между кол-вом веществ, вступающих в реакцию, и кол-вом энергии, которую выделяют, либо поглощают эти вещества в процессе химической реакции.

Главное отличие термохимического уравнения от молекулярного заключается в том, что кроме формул и коэффициентов, в нем указывается еще и кол-во энергии (теплоты реакции), относящееся к числу молей реагирующих веществ, соответствующему коэффициентам в уравнении реакции.

Теплота реакции (тепловой эффект) обозначается буквой Q (измеряется в кДж), и записывается в конце уравнения. Знак "плюс" перед числом обозначает выделившееся кол-во энергии, знак "минус" - кол-во поглощенной энергии.

Реакции, протекающие с выделением энергии, называются экзотермическими; с поглощением энергии - эндотермическими.

Если известна масса одного из двух реагирующих веществ, на основе термохимического уравнения можно определить кол-во теплоты реакции.

Пример 1. Определить теплоту реакции горения 320 г серы.

S+O2=SO2+297 кДж

Решение задачи:


Если известно кол-во выделенной (поглощенной) теплоты в ходе реакции, можно определить массы прореагировавших веществ.

Пример 2. Определить кол-во сгоревшего угля, если в ходе горения было выделено 33520 кДж энергии.

C+O2=CO2+402,24 кДж

Решение задачи:


Пример 3. При горении 1 л метана (н.у) выделяется 39 кДж энергии. Составить термохимическое уравнение реакции и вычислить тепловой эффект.

CH4+2O2=CO2+2H2O

Решение задачи:

1 л CH4 - 39 кДж
1 моль(22,4л) - x кДж
x=22,4·39=874 кДж

CH4+2O2=CO2+2H2O + 874 кДж

Пример 4. При горении 2,4 г магния (н.у) выделяется 60,12 кДж энергии. Составить термохимическое уравнение реакции.

2Mg+O2=2MgO+Q

Решение задачи:

2,4 г Mg - 60,12 кДж
2 моль(48 г) - x кДж
x=48·60,12/2,4 = 1127,25 кДж

2Mg+O2=2MgO+Q + 1127,25 кДж

Пример 5. Два моля аммиака образуются в результате взаимодействия 1 моля азота с тремя молями водорода. Необходимо составить уравнение термохимической реакции, в ходе которой выделяется 92 кДж тепла, а все вещества, участвующие в реакции, являются газами.

Решение задачи:

Это очень простая задача, решение которой указано в условии.

N2(г)+3H2(г) = 2NH3(г)+92кДж

Второй вариант записи термохимического уравнения.

N2(г)+3H2(г) = 2NH3(г); ΔH°=-92 кДж

Пример 6. Составить термохимическое уравнение эндотермической реакции образования двухвалентного оксида азота из азота и кислорода с поглощением 180 кДж энергии. Записать это уравнение для образования 1 моля NO.

Решение задачи:

Первая часть задания не вызывает трудностей:

N2(г)+O2(г) = 2NO(г)-180 кДж

В этом термохимическом уравнении 2 моля оксида азота образуется при взаимодействии 1 моля азота и 1 моля кислорода. Для того, чтобы переписать данное уравнение для 1 моля оксида азота, необходимо все коэффициенты и кол-во теплоты разделить на 2:

½N2(г)+½O2(г) = NO(г)90 кДж

Пример 7. При образовании 50 г карбоната кальция (CaCO3) выделилось 80 кДж энергии. Определить тепловой эффект реакции разложения одного моля карбоната кальция.

CaO+CO2 = CaCO3

Решение задачи:


Пример 8. Рассчитать кол-во выделенной энергии при образовании 2 л аммиака при н.у.

1/2N2(г)+3/2H2(г) ↔ NH3(г)+46 кДж

Решение задачи:


Пример 9. Рассчитать тепловой эффект реакции:

4NH3(г)+3O2(г) = 2N2(г)+6H2O(ж)

Решение задачи:


Пример 10. Рассчитать тепловой эффект реакции:

C2H4(г)+H2(г)=C2H6(г)
по термохимическим уравнениям:
C2H4(г)+3O2(г)=2CO2(г)+2H2O(ж)+1410 кДж
C2H6(г)+7/2O2(г)=2CO2()+3H2O(ж)+1560 кДж

Решение задачи:


Пример 11. Определить скорость изменения реакции синтеза аммиака при а) увеличении концентрации исходных веществ в 2 раза; б) уменьшении давления в реакционной смеси в 2 раза:

N2(г)+3H2(г)=2NH3(г)

Решение задачи:

а)

б)


Пример 12. Определить скорость изменения реакции с температурным коэффициентом 4 (γ=4) при повышении температуры с 10°C до 30°C.

Решение задачи:

Для решения задачи воспользуемся правилом Вант-Гоффа, которое выражается следующей математической формулой:

Все, что нам нужно сделать - подставить численные значения в формулу и провести расчеты:

t=10°C 
t2=30°C
Δt=t2-t=20°C
v-скорость реакции при t=10°C 
v2-скорость реакции при t=30°C 
v2=v·γ(Δt/10)=v·4(20/10)=v·16
v2/v = 16

При повышении температуры с 10 до 30 градусов Цельсия скорость реакции увеличится в 16 раз.

В начало страницы