Как решаются термохимические уравнения

04.10.202319.08.2023 admin 0 Comments

Как решаются термохимические уравнения

Чтобы вскипятить чайник, требуется 315,2 кДж теплоты. Сколько граммов угля надо сжечь, чтобы получить такое количество теплоты? Примите, что уголь — это чистый углерод. Термохимическое уравнение сгорания углерода имеет вид

Ответ дайте в граммах и округлите до десятых.

Из пропорции получаем:

Чтобы нагреть воздух в двухкомнатной квартире на один градус, требуется 250 кДж теплоты. Сколько литров метана (н. у.) надо сжечь, чтобы получить такое количество теплоты? Термохимическое уравнение сгорания метана имеет вид

Ответ округлите до целых.

Из пропорции получаем:

Синтез аммиака протекает в соответствии с термохимическим уравнением реакции

Определите количество теплоты (кДж), которое выделится в результате образования 560 мл (н. у.) газообразного аммиака. (Запишите число с точностью до сотых.)

Из пропорции получаем:

Из предложенного перечня выберите все экзотермические реакции.

1) гашение оксида кальция водой

2) термическое разложение нитрата серебра

3) нейтрализация соляной кислоты гидроксидом калия

4) синтез аммиака из простых веществ

5) синтез глюкозы из углекислого газа и воды

Запишите номера выбранных ответов в порядке возрастания.

Реакции 1 и 3 являются кислотно-основными, а значит экзотермическими. Экзотермической также является реакция синтеза аммиака.

В соответствии с термохимическим уравнением

для получения 10,8 г серебра необходимо затратить теплоту в количестве

Тепловой эффект реакции в термохимическом уравнении связан с количествами вещества в соответствии с уравнением реакции. На примере этой реакции: 317 кДж затрачивается на разложение 2 моль AgNO3, образование 2 моль Ag, 2 моль NO2 и 1 моль О2.

Находим молярную массу серебра (по периодической системе). M(Ag)=108 г/моль. Из уравнения реакции видно, что образуется 2 моль серебра. Находим массу m=nM, где n-количество вещества:

m=108 г/моль*2 моль=216 г. Значит, для образования 216 г серебра потребовалась теплота 317 кДж.

Источник

Термохимические уравнения. лекция. практические задания

Термохимические уравнения включают в себя кроме химических формул тепловой эффект реакции. Числовое значение в уравнении реакции строго соответствует количествам веществ, участников реакции, т.е. коэффициентам. Благодаря этому соответствию, можно установить пропорциональные отношения между количеством вещества или массой и количеством теплоты в этой реакции.

Например: Термохимическое уравнение разложения малахита

Мы видим, что на разложение 1 моля малахита необходимо израсходовать 47 кДж, при этом образуется 2 моля оксида меди, 1 моль воды и 1 моль углекислого газа. Если мы затратим энергии в 2 раза больше, мы сумеем разложить 2 моля малахита, при этом получим 4 моля оксида меди, 2 моля воды и 2 моля углекислого газа.

Аналогично можно установить пропорциональные отношения, используя коэффициенты и молярные массы участников реакции. 47 кДж энергии затратится на разложение 94 г малахита, при этом выделится 160 г оксида меди, 18 г воды и 44 г углекислого газа. Пропорция несложная, но, используя массовые числа, учащиеся часто допускают расчетные ошибки, поэтому я рекомендую решать задачи с пропорциями через количество вещества.

Задача 1. Определите количество теплоты, которое выделится при образовании 120 г MgO в результате реакции горения магния, с помощью термохимического уравнения.

2 Mq + O ₂ = 2 MqO + 1204 кДж

1) Определяем количества оксида магния, используя формулу для нахождения количества вещества через массу.

n ( MqO ) = 120г/ 40 г/моль = 3 моль

2) Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции

Источник

Составление термохимического уравнения реакции и вычисление теплот образования веществ

Теплота образования веществ

СН_{4 (г)} = С _(к) + 2Н_{2 (к)}; = +74,88 кДж.2

Так как теплота образования равна теплоте разложения с обратным знаком, то

Исходя из уравнений, которые даны по условию задачи и, учитывая, что водород сгорает до воды, а кальций, реагируя с кислородом, образует СаО, то на основании закона Гесса с термохимическими уравнениями можно оперировать также как с алгебраическими. Для получения искомого результата нужно все три уравнения сложить между собой:

Так как стандартные теплоты образования простых веществ условно принята равными нулю, то теплота образования гидроксида кальция будет равна тепловому эффекту реакции образования его из простых веществ (кальция, водорода и кислорода):

Значения стандартных теплот образования веществ приведены в специальных таблицах. Учитывая, что теплоты образования простых веществ условно приняты равными нулю. Тепловой эффект реакции можно вычислить, используя следствии е из закона Гесса:

= 6 (СО₂) + 3 =0(Н₂О) – (С₆Н₆)

Ответ: +49,03 кДж.

Теплота образования

Задание 91.
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.
Решение:
Уравнения реакций, в которых около символов химических соединений указываются их агрегатные состояния или кристаллическая модификация, а также числовое значение тепловых эффектов, называют термохимическими. В термохимических уравнениях, если это специально не оговорено, указываются значения тепловых эффектов при постоянном давлении Qp равные изменению энтальпии системы . Значение приводят обычно в правой части уравнения, отделяя его запятой или точкой c запятой. Приняты следующие сокращенные обозначения агрегатного состояния вещества: г — газообразное, ж — жид-кое, к —- кристаллическое. Эти символы опускаются, если агрегатное состояние веществ очевидно, например, О_2, Н₂ и др.
Уравнение реакции имеет вид:

Термохимическое уравнение будет иметь вид:

Теплоту, выделившуюся при сгорании 165 л ацетилена по этой реакции, определим из пропорции:

Ответ: 5908,35 кДж.

Задание 92.
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.
Решение:
Уравнение реакции имеет вид:

Термохимическое уравнение будет иметь вид:

Теплоту, выделившуюся при сгорании 44,8 л аммиака, вычислим из пропорции:

Ответ: 452,37 кДж

Тепловой эффект реакции

Термохимическое уравнение реакции

Задание 94.
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.
Решение:
Мольная масса С₂Н₅ОН равна 46,0г/моль.
Находим тепловой эффект реакции горения этилового спирта из пропорции:

Следовательно, термохимическое уравнение реакции будет иметь вид:

С₂Н₅ОН _(ж) +3О_{2 (г)} = 2СО_{2 (г)} + 3Н₂О _(г); = 1234,84кЛж. (1)

Обозначим искомую величину через х, запишем термохимическое уравнение образования С₂Н₅ОН из простых веществ:

Запишем также термохимические уравнения образования СО_2(г) и Н₂О_(ж):

Сравнивая уравнения (1) и (5), находим:

Источник

Качественные задачи на расчеты по термохимическому уравнению

Задача 1.
При сгорании 560 мл (н.у.) ацетилена согласно термохимическому уравнению:
2С₂Н_2(Г) + 5О_2(г) = 4СО_2(Г) + 2Н₂О_(Г) + 2602,4 кДж
выделилось:
1) 16,256 кДж; 2) 32,53кДж; 3) 32530 кДж; 4) 16265кДж
Дано:
объем ацетилена: V(С₂Н₂) = 560 мл.
Найти: количество выделившейся теплоты.
Решение:
Для выбора верного ответа удобнее всего провести расчет искомой в задаче величины и сравнить ее с предлагаемыми вариантами. Расчет по термохимическому уравнению ничем не отличается от расчета по обычному уравнению реакции. Над реакцией мы указываем данные в условии и искомые величины, под реакцией — их соотношения согласно коэффициентам. Теплота представляет собой один из продуктов, поэтому ее числовое значение мы рассматриваем как коэффициент.

Сравнивая полученный ответ с предложенными вариантами, видим, что подходит ответ № 2.
Небольшая хитрость, приводящая невнимательных учеников к неверному ответу № 3, заключалась в единицах измерения объема ацетилена. Объем, указанный в условии в миллилитрах, обязательно нужно было перевести в литры, так как молярный объем измеряется в (л/моль).

Изредка встречаются задачи, в которых термохимическое уравнение необходимо составить самостоятельно по значению теплоты образования сложного вещества.

Задача 1.2.
Теплота образования оксида алюминия равна 1676 кДж/моль. Определите тепловой эффект реакции, в которой при взаимодейс_{твии алюминия с кислородом получено}
25,5г А1₂О₃.
1) 140кДж; 2) 209,5кДж; 3) 419кДж; 4) 838кДж.
Дано:
теплота образования оксида алюминия: Qобр (А1₂О₃) = = 1676 кДж/моль;
масса полученного оксида алюминия: m(А1₂О₃) = 25,5 г.
Найти: тепловой эффект.
Решение:
Данный тип задач можно решить двумя способами:
I способ
Согласно определению теплота образования сложного вещества — это тепловой эффект химической реакции образования 1 моль этого сложного вещества из простых веществ.
Записываем реакцию образования оксида алюминия из А1 и О₂. При расстановке коэффициентов в полученном уравнении учитываем, что перед А1₂О₃ должен быть коэффициент «1», который соответствует количеству вещества в 1 моль. В этом случае мы можем использовать теплоту образования, указанную в условии:
2А1_(ТВ) + 3/2О_2(г) → А1₂О_3(ТВ) + 1676 кДж
Получили термохимическое уравнение.
Для того чтобы коэффициент перед А1₂О₃ остался равен «1», коэффициент перед кислородом должен быть дробным.
При записи термохимических уравнений допускаются дробные коэффициенты.
Рассчитываем количество теплоты, которое выделится при образовании 25,5 г А1₂О₃:

при получении 25,5 г А1₂О₃ выделяется х кДж (по условию)
при получении 102 г А1₂О₃ выделяется 1676 кДж (по уравнению)

Подходит ответ № 3.
При решении последней задачи в условиях ЕГЭ можно было не составлять термохимическое уравнение. Рассмотрим этот способ.
II способ
Согласно определению теплоты образования 1676 кДж выделяется при образовании 1 моль А1₂О₃. Масса 1 моль А1₂О₃ составляет 102 г, следовательно, можно составить пропорцию:
1676 кДж выделяется при образовании 102 г А1₂О₃
х кДж выделяется при образовании 25,5 г А1₂О₃

Подходит ответ № 3.
Ответ: Q = 419кДж.

Второй вид задач можно решать как по закону объемных отношений, так и без его использования. Рассмотрим оба варианта решения на примере.

Задачи на применение закона объемных отношений:

Отношение мы находим по уравнению реакции, а
V(CO) возьмем из условия. Подставив все эти значения в закон объемных отношений, получим:

Отсюда: V(O₂) = 5/2 = 2,5л.
Подходит ответ № 3.
Без использования закона объемных отношений задача решается с помощью расчета по уравнению:

Составляем пропорцию:
5 л С02 взаимодействуют с х л О₂ (по условию) 44,8 л СО₂ взаимодействуют с 22,4 л О₂(по уравнению):

Получили тот же вариант ответа № 3.

Источник:
ЕГЭ. Химия. Расчетные задачи в тестах ЕГЭ. Части А, В, С / Д.Н. Турчен. — М.: Издательство «Экзамен», 2009. — 399 [1]с. (Серия «ЕГЭ. 100 баллов»). I8ВN 978-5-377-02482-8.

Источник

Тепловой эффект реакции. Вычисление объема газа по термохимическому уравнению

Задача 1.11
Теплота образования оксида железа (III) равна 817 кДж/моль. Определите тепловой эффект реакции, в которой из 16,8 г железа и необходимого количества кислорода образовался Fe₂О₃.
1) 245,1кДж; 2) 2723кДж; 3) 122,55 кДж; 4) 367,65 кДж.
Дано: теплота образования оксида железа (III) равна: Q_обр (Fe₂О₃) = 817 кДж/моль;
масса потраченного железа: m (Fe) = 16,8 г.
Найти: тепловой эффект.
Решение:
Данный тип задач можно решить двумя способами:

I способ

Согласно определению теплота образования сложного вещества — это тепловой эффект химической реакции образования 1 моль этого сложного вещества из простых веществ.

Записываем реакцию оксида железа (III) из Fe и О₂. При расстановке коэффициентов в полученном уравнении учитываем, что перед Fe₂О₃ должен быть коэффициент «1», который соответствует количеству вещества в 1 моль. В этом случае мы можем использовать теплоту образования, указанную в условии:

Получили термохимическое уравнение.

Для того чтобы коэффициент перед Fe₂О₃ остался равен «1», коэффициент перед кислородом должен быть дробным (3/2).

При записи термохимических уравнений допускаются дробные коэффициенты.

Рассчитываем количество теплоты, которое выделится при образовании Fe₂О₃ из 16,8 г Fe:

при использовании 16,8 г Fe выделяется х кДж (по условию)
при использовании 111,7 г Fe выделяется 817 кДж (по уравнению)

Ближе всего подходит ответ № 3.

При решении последней задачи в условиях ЕГЭ можно было не составлять термохимическое уравнение. Рассмотрим этот способ.

II способ

Согласно определению теплоты образования 817 кДж выделяется при использовании 111,7 г Fe. При использовании 16,8 г Fe выделяется х кДж, следовательно, можно составить пропорцию:

817 кДж выделяется при при использовании 16,8 г Fe
х кДж выделяется при использовании 111,7 г Fe

Ответ: Q = 122,88 кДж.

Применяем закон объемных отношений: