Как решить термохимическое уравнение
химэко
Меню сайта
Категории каталога
Форма входа
Приветствую Вас Гость!
Поиск
Друзья сайта
Наш опрос
Статистика
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
Типовые задания с решениями ЕГЭ по химии: задачи, при решении которых необходимо осуществить расчеты по термохимическим уравнениям реакций.
Типовые задания с решениями ЕГЭ по химии: задачи, при решении которых необходимо осуществить расчеты по термохимическим уравнениям реакций.
Умение решать расчётные задачи является одним из основных показателей уровня химического развития, глубины и полноты усвоения учащимися теоретического материала, наличия у них навыков приобретённых знаний с достаточной самостоятельностью.
Проверяемый элемент содержания заданий ЕГЭ включает расчеты объемных отношений газов при химических реакциях, а так же расчеты по термохимическим уравнениям реакций. В данной статье будут рассмотрены задачи второго типа.
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.
Между количеством теплоты, выделившимся или затраченным в ходе химической реакции, и количеством веществ, участвующих в этой реакции, существует прямо пропорциональная зависимость:
Величина постоянная для данной реакции.
Любая величина из пропорции может быть неизвестной. Задачи решаются методом пропорции.
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 рекомендуется решать задачи с пропорциями через количество вещества.
Алгоритм решения задач
Данные из условия задачи написать над уравнением реакции
Под формулой вещества написать его количество (согласно коэффициенту); произведение молярной массы на количество вещества. Над количеством теплоты в уравнении реакции поставить х.
Сколько теплоты выделится при растворении 200 г оксида меди ( II ) (С uO ) в соляной кислоте (водный раствор HCl ), если термохимическое уравнение реакции: CuO + 2 HCl = CuCl 2 + H 2 O + 63,6 кДж
Последовательность выполнения действий
Оформление решения задачи
1.С помощью соответствующих обозначений запишем условие задачи, найдём молярную массу вещества, масса которого указана в условии задачи.
2. Найдём количество вещества оксида меди ( II ) по условию задачи.
n = m /М n = 200г/80 г/моль = 2,5 моль
3.Составим уравнение реакции. Над формулами веществ запишем найденные количества веществ, а под формулами – молярные соотношения по уравнению реакции
CuO + 2 HCl = CuCl 2 + H 2 O + 63,6 кДж
4. Составим пропорцию.
5. Найдём значение х
Задачи на вычисления по термохимическим уравнениям. Типовые задачи и решения.
Количество теплоты, которое выделится при образовании 120 г MgO в результате реакции горения магния, термохимическое уравнение которой:
а) 602 кДж б) 301 кДж в) 2408 кДж г) 1803 кДж
В реакцию, термохимическое уравнение которой S + O 2 = SO 2 + 297 кДж, вступила сера массой 1 г. Количество теплоты, выделившееся при этом, равно:
а) 9,28 кДж б) 2,97 кДж в) 29,7 1 кДж г) 74,25 кДж
Какое количество теплоты выделится при сгорании графита массой 2,4 г, если термохимическое уравнение реакции C + O2 = CO2 + 402 кДж?
а) 984 кДж б) 40,2 кДж в) 98,4 кДж г) 80,4 кДж
Термохимическое уравнение горения фосфора: 4P + 5O2 = 2P2O5 + 3010 кДж. Какое количество теплоты выделится при сгорании 62 г фосфора?
а) 6020 кДж б) 752,5 кДж в) 301кДж г) 1505 кДж
Какое количество теплоты выделится при сгорании метана объемом 5,6 л (н.у.), если термохимическое уравнение реакции СН 4 + 2О 2 = СО 2 + 2Н 2 О + 892 кДж?
а) 22,3 кДж б) 2,23 кДж в) 223 кДж г) 446 кДж
Сколько теплоты выделится при растворении 200 г оксида меди ( II ) (С uO ) в соляной кислоте, если термохимическое уравнение реакции: CuO + 2 HCl = CuCl 2 + H 2 O + 63,6 кДж
а) 159 кДж б) 318 кДж в) 15,9кДж г) 636 кДж
В результате реакции, термохимическое уравнение которой
выделилось 652,5 кДж теплоты. Масса сгоревшего ацетилена составила:
а) 13 г б) 26 г в) 52г г) 5,2г
В результате горения 48 г метана выделилось 2406 кДж теплоты. Количество теплоты, указанное в термохимическом уравнении этой реакции составит:
а) 401 кДж б) 802 кДж в) 1203кДж г) 4812 кДж
На разложение бертолетовой соли по реакции, термохимическое уравнение которой
2 KClO 3 = 2 KCl + 3 O 2 – 91 кДж,
было затрачено 182 кДж теплоты. Объем кислорода (при н.у.) выделившийся при этом, составил:
а) 134,4л б) 44,8л в) 89,6л г) 179,2л
В результате реакции, термохимическое уравнение которой H 2 + Cl 2 = 2 HCl + 184,36 кДж, выделилось 921,8 кДж теплоты. Объем хлора, затраченный на образование хлороводорода (при н.у.) при этом составил:
а) 134,4л б) 112л в) 44,8л г) 96л
Согласно термохимическому уравнению реакции 2СО(г) + О2(г) = 2СО2(г) + 566 кДж при сжигании оксида углерода (II) выделилось 424,5 кДж теплоты. Объем (н.у.) сгоревшего газа составил
а) 66,2 л б) 33,6 л в) 44,8 л г) 12 л
Согласно термохимическому уравнению реакции 3 Cu + 8 HNO 3 = 3 Cu ( NO 3)2 + 2 NO + 4 H 2 O + 385 кДж, при получении 15,68 л NO (н.у.), количество выделившейся теплоты составило:
а) 358 кДж б) 716 кДж в) 134,75 кДж г) 22,4 кДж
По термохимическому уравнению реакции 2С u + О2 = 2С u О + 311 кДж вычислите. Количество теплоты, которая выделится при окислении 384 г меди, составит:
а) 622 кДж б) 716 кДж в) 466,5 кДж г) 933 кДж
В результате реакции, термохимическое уравнение которой
2 Cl 2 O 7 = 2 Cl 2 + 7 O 2 + 574 кДж, выделилось 5,74 кДж теплоты. Объем образовавшегося при этом кислорода (н.у.) составил:
а) 100 л б) 0,224 л в) 1,568 л г) 4,48 л
В реакцию, термохимическое уравнение которой MgO (тв) + CO (г) = MgCO 3(тв) + 102 кДж, вступило 8 г оксида магния. Количество теплоты, выделившейся при этом, равно:
а) 102 кДж б) 204 кДж в) 20,4 кДж г) 1,02 кДж
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
Тепловой эффект химической реакции. Термохимическое уравнение
Содержание:
Когда исходные вещества начинают реагировать друг с другом, то происходит взаимодействие молекул между собой. При этом выделяется большое количество энергии, после образования окончательных продуктов. Во время разрушения кристаллической решетки, поглощается тепло. Оно имеет разные формы: энергию, свет, фотоны, звук.
Тепловой эффект химической реакции
Тепловой эффект – это количества тепла или энергии, которое выделилось или поглотилось во время химической реакции, относительно 1 моль вещества. В химии тепловой эффект обозначают символом Q, измеряют в ккал/моль или кДж/моль. Согласно определению выделяют два типа процессов:
Чем больше прореагирует химического вещества, тем больше выделиться энергии. Следовательно, тепловой эффект зависит от химического вещества в моль вступившего в реакцию.
Экзотермическая реакция
По энергии ионизации реагенты в эндотермической реакции находятся выше оси нулевой энергии, т.е. скорость прямой реакции выше, чем обратной и наоборот, в эндотермических реакциях – скорость обратной реакции выше, чем прямой.
Термохимическое уравнение
Химические уравнения, в которых отображается тепловой эффект называются термохимическими. При записи в скобках обязательно указывают агрегатное состояние вещества: твердое, жидкое, газообразное и другое. Коэффициенты прописываются в условии: дробные или цельные числа.
При расчете учитывают температуру и давление, при которых протекает процесс. Если в условиях задачи не прописаны значения, то их принимают как стандартные: температура 278К, а давление 110,3 кПа.
В конце записи химического уравнения записывают значение Q0, которое берут в справочнике, отдельно для каждого вещества. Энергия представлена в кДж в стандартных условиях. Применяется для расчета по формулам.
Расчеты по термохимическим уравнениям
Термохимические уравнения записываются в готовом виде с коэффициентами, представленной энергией. Целью задачи обычно стоит выяснить массу прореагировавшего вещества или выяснить потраченную энергию до десятых.
Для правильного расчета необходимо знать правила составления пропорции и формулу для расчета химического количества вещества в 1 моле.
Примеры задач
Задача 1
45 г глюкозы (С6Н12О6) подвергли обработке избытком кислорода, в результате чего выделилось 700 кДж энергии. Выясните значение теплового эффекта? Реакция протекала по следующей формуле:
Найдем химическое количество глюкозы:
Получается, что при взаимодействии 0,25 моль вещества образуется 700 кДж энергии. Тепловой эффект приравнивают к значению 1 моль. Следовательно, составим пропорцию:
Q = (1* 700) : 0,25 = 700 : 0,25 = 2800 кДж
Задача 2
Представлено термохимическое уравнение, в процессе которого выделилось 3330 кДж энергии, образовалось 68 г Al2O3.Рассчитайте какое количества тепла выделилось, уравнение имеет следующий вид:
Найдем химическое количество оксида алюминия(III):
Исходя из исходного уравнения, для получения 4 моль оксида алюминия(III) расходуется 3330 кДж энергии, для того, чтобы выяснить, сколько выделяется тепла для 68 г, нужно составить пропорцию:
Q = (0,667 * 3330) : 4 = 2,221 : 4 = 555 кДж;
Закон Гесса
В 1840 году русский ученый описал закон термохимии, который до сих пор используется. Его называют законом Гесса:
Это правило помогает узнать тепловой эффект промежуточных стадий. Он будет равен разнице между начальным и конечным значением. По сумме переходных реакций выясняют общий тепловой эффект.
Тепловой эффект химических реакций
Количество теплоты, которые выделяется или поглощается в результате реакции, называют тепловым эффектом данной реакции.
Qp = Qкон. — Qисх.
КАК ВЫЧИСЛИТЬ ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ РЕАКЦИИ И СОСТАВИТЬ ЕЕ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЕ УРАВНЕНИЕ
Вычислить тепловой эффект реакции важно для того, чтобы правильно организовать многие процессы на промышленных производствах. Это необходимо там, где используется подача энергии или где, наоборот, требуется ее отведение. Поскольку одни виды энергии могут превращаться в другие, то применение теплового эффекта химического взаимодействия позволяет превратить внутреннюю энергию веществ в работу (механическую, электрическую и т.д.).
С выделением или поглощением тепла идут процессы в живых организмах. Точный расчет тепловых эффектов превращения белков, жиров, углеводов и других веществ позволяет организовать правильную диету спортсменам, людям с теми или иными заболеваниями.
Содержание:
Что такое тепловой эффект химической реакции
Химические реакции практически всегда сопровождаются какими-либо тепловыми явлениями.
Так, горение, нейтрализация кислоты щелочью, реакция металла (например, магния) с хлором и т.д. происходят с выделением достаточного количества тепла. А вот, чтобы разложить мел (карбонат кальция), необходимо все время его нагревать. Если нагревание (то есть подвод тепла) прекратить, то и реакция тоже прекратится. Это говорит о том, что разложение карбоната кальция идет с поглощением тепла.
В чем же дело? Любое вещество является продуктом взаимодействия частиц (атомов или ионов). В ходе образования вещества энергия взаимодействия как бы прячется в химических связях (ковалентных, ионных). Это так называемая внутренняя энергия, которая частично высвобождается в ходе химического взаимодействия. Она же – тепловой эффект реакции. Измеряя его, можно судить о том, как изменилась внутренняя энергия вещества.
Тепловой эффект химической реакции обозначают буквой Q и измеряют в кДж (или в ккал в случае, когда речь идет об обеспечении энергией живых организмов).
Как вычислить тепловой эффект реакции и
составить термохимическое уравнение
Например, обычное уравнение реакции:
А это уже термохимическое уравнение данной реакции:
Уравнение говорит о том, что при взаимодействии 1 моля PbO с 1 молем СО, идущем с образованием 1 моля Pb и 1 моля CO2, выделяется 64 кДж теплоты.
Особенности термохимических уравнений:
1) указывается агрегатное состояние веществ (однако, если все вещества находятся в одном агрегатном состоянии, то его могут не указывать);
2) указывается тепловой эффект реакции в соответствии с ее стехиометрией (то есть, в соответствии с правильно расставленными коэффициентами);
3) тепловой эффект записывается в левой части уравнения;
4) если речь идет о горении вещества, то уравнение составляется по отношению к 1 молю этого вещества; тепловой эффект такой реакции называется теплотой сгорания:
5) если речь идет об образовании вещества, то уравнение также составляется по отношению к 1 молю этого вещества; тепловой эффект такой реакции будет называться теплотой образования:
А теперь разберем несколько задач, требованием которых является составление термохимического уравнения.
Что нужно сделать для решения таких задач?
1) записать условие задачи;
2) составить уравнение реакции;
3) вычислить ее тепловой эффект;
4) записать полученное значение теплового эффекта в уравнение реакции.
Пример 1. Кальций массой 8 г сгорает с выделением 127 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение (тху) реакции.
Пример 2. При разложении 6,86 г оксида ртути (II) тратится 3,64 кДж тепловой энергии. Напишите термохимическое уравнение (тху) реакции.
Пример 3. Реакция 6 г углерода с водородом приводит к выделению 37,42 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение (тху) реакции образования метана.
Расчеты по термохимическим уравнениям
В термохимических расчетах чаще используются уже готовые термохимические уравнения. Требуется найти массы/объемы образующихся/исходных веществ, количество выделившейся/поглощенной теплоты.
Рассмотрим несколько примеров.
Пример 4. По термохимическому уравнению: N2(г.) + O2(г.) = 2NO(г.) – 180,7 кДж вычислите тепловой эффект реакции, в которой участвует азот объемом 5,6 л (при н.у.).
Поскольку реакция эндотермическая, то поглотится 45,2 кДж энергии.
Пример 5. Тепловой эффект реакции горения этилена составляет 1400 кДж (в расчете на 1 моль этилена). Сколько этилена (при н.у.) необходимо сжечь, чтобы получить 560 кДж теплоты?
Пример 6. Пользуясь термохимическим уравнением сгорания пропана
определите количество выделившейся теплоты, если в реакцию вступит кислород: а) массой 16 г; б) объемом 67,2 л; в) количеством вещества 2,5 моль. Сколько оксида углерода (IV) по объему и по массе получится, если при горении пропана выделится 277,5 кДж теплоты?
Если вы готовитесь к выпускному экзамену ( ЕГЭ по химии ), то имейте ввиду, что вычислить тепловой эффект реакции требует задание № 27 (версия 2022 года ).
Чтобы самыми первыми узнавать о новых публикациях на сайте, присоединяйтесь к нашей группе ВКонтакте.
Пожалуйста, оцените публикацию 
и оставьте свой комментарий. Ваше мнение для нас важно!