Термохимические уравнения. лекция. практические задания


Термохимические уравнения
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
 
(CuOH)2 CO3   =      2CuO + H 2 O  + CO 2 - 47 кДж
 
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.
 
Решим задачи:
 
Задача 1. Определите количество теплоты, которое выделится при образовании 120 г MgO  в результате реакции горения магния, с помощью термохимического уравнения.
 
2 Mq + O2   = 2MqO + 1204  кДж
 
Дано:
m (Mg0) = 120г
Найти:
Q1 -? Решение:
1) Определяем количества оксида магния, используя формулу для нахождения количества вещества через массу. 
 
n = m / M 
n(MqO) = 120г/ 40 г/моль = 3 моль
 
2) Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции
По уравнению   2 моля MqO -  1204 кДж
По условию        3 моля MqO -  Q1
 
Отсюда
    3 моль* 1204кДж  
Q1 = ----------------------- = 1803 кДж
    2моль  
 
Ответ: При образовании 120г  оксида магния выделится 1803 кДж энергии.
 
 
 
 
Задача 2. В результате реакции, термохимическое уравнение которой 
 
2 C2H2+ 5O2   = 4CO2 +2H2O + 2610  кДж
 
выделилось 652,5 кДж теплоты. Определите массу сгоревшего ацетилена.
 
 
Дано:
Q1 = 652,5 кДж
Найти:
m(C2H2)-? 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
 
    2 моль* 652,5кДж  
х = ----------------------- = 0,5 моль
    2610 кДж  
 
 
2) Определяем массу ацетилена по  формуле  m= n * M
m = 0,5 моль * 26 г/моль = 13 г.
 
Ответ: масса сгоревшего ацетилена 13 г.
 
 
Задача 3.  В результате горения 48 г метана выделилось 2406 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.
 
Дано:
m(CH4)= 48г
Q1 = 2406 кДж
Найти:
Q -?
  Решение:
1. Запишем уравнение реакции горения метана в общем виде
 
 CH4+ 2O2   = CO2 +2H2O + Q
 
2. Определим количество  48 г  метана
 
n = m / M 
n(CH4) = 48г/ 16 г/моль = 3 моль
 
3. Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции
 
По условию            3моля CH4    -  2406 кДж
По уравнению        1 моль CH4    -    Q
 
Решаем пропорцию
 
    1 моль* 2406 кДж  
х = ----------------------- = 802 кДж
    3 моля  
 
 
Ответ:  термохимическое уравнение реакции горения метана
 
 CH4+ 2O2   = CO2 +2H2O + 802 кДж
 
 
Задача 4. Какой объем кислорода (при н.у.) выделится в результате реакции, термохимическое уравнение которой
 
2KClO3 = 2KCl + 3O2 – 91 кДж,
 
если на разложение бертолетовой  соли было  затрачено 182 кДж теплоты.
 
Дано:
Q1 = 91 кДж
 
Найти:
V (O2)-? Решение:
 
1)Установим пропорциональные отношения между количеством вещества кислорода и количеством теплоты.
 
По уравнению   3 моль O2    ----------  91 кДж
По условию        х моль        ----------  182 кДж
 
Решаем пропорцию
 
    3 моль* 182 кДж  
х = ----------------------- = 6 моль
    91 кДж  
 
2) Вычислим  объем кислорода, согласно закону Авогадро
 (Vm = 22б4 л.моль)             V = n * Vm 
V(O2) =  6 моль * 22,4 л/моль =  134,4 л
 
 
Ответ: объем выделившегося кислорода равен 134,4 л.
 
Решите самостоятельно:
 
1. Согласно термохимическому уравнению  реакции
 
 CH4+ 2O2   = CO2 +2H2O + 802 кДж
 
определите количество теплоты, выделившейся при сжигании 24 г метана.
 
2. Тепловой эффект реакции горения серы равен 297 кДж. Какая  масса серы сгорела, если выделилось 742,5 кДж теплоты.
 
3. По термохимическому уравнению  H2+ Cl2   = 2HCl + 184,36 кДж  рассчитайте, какой объем затрачен  на образование  хлороводорода (при н.у.), если при этом выделилось 921,8 кДж теплоты.
Практикум по решению задач «Термохимические расчёты»
Задача 1. Определите количество теплоты, которое выделится при образовании
120 граммов  оксида магния в результате реакции горения магния, если термохимическое уравнение: 2 Mg + O2   = 2 MgO + 1204  кДж
Задача 2. В результате реакции, термохимическое уравнение которой 
2 C2H2+ 5O2   = 4CO2 +2H2O + 2610  кДж 
выделилось 652,5 кДж теплоты. Определите массу сгоревшего ацетилена.
Задача 3.  В результате горения 48 г метана выделилось 2406 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.
Задача 4. При сжигании 6,5 г цинка выделилась теплота, равная 34,8 кДж. Составьте термохимическое уравнение реакции.
Задача 5. Составьте термохимическое уравнение реакции, если известно, что при взаимодействии 7 г железа с серой выделяется 12,15 кДж теплоты.
Задача 6. Какой объем кислорода (при н.у.) выделится в результате реакции, термохимическое уравнение которой 2KClO3 = 2KCl + 3O2 – 91 кДж,
если на разложение бертолетовой  соли было  затрачено 182 кДж теплоты.
Задача 7. Составьте термохимическое уравнение реакции, если известно, что при взаимодействии 0,5 моль натрия с хлором образуется хлорид натрия и выделяется 205 кДж теплоты.
Задача 8. Согласно термохимическому уравнению  реакции
 CH4+ 2O2   = CO2 +2H2O + 802 кДж
 определите количество теплоты, выделившейся при сжигании 24 г метана.
Задача 9. Тепловой эффект реакции горения серы равен 297 кДж. Какая  масса серы сгорела, если выделилось 742,5 кДж теплоты.
Задача 10. Составьте термохимическое уравнение реакции, если известно, что при сгорании 20 г водорода в кислороде выделяется 2860 кДж теплоты.
Задача 11. По термохимическому уравнению  H2+ Cl2   = 2HCl + 184,36 кДж  
рассчитайте, какой объем водорода затрачен  на образование  хлороводорода (при н.у.), если при этом выделилось 921,8 кДж теплоты.
Задача 12. Дано термохимическое уравнение: 3Н2 + N2 = 2NН3 + 92 кДж, выделилось 23 кДж теплоты. Чему равен объём полученного (при н.у.) аммиака ?Задача 13. Дано термохимическое уравнение: 2SО2 + О2 = 2SО3 + 198 кДж.
В результате реакции выделилось 495 кДж теплоты. Какая масса оксида серы (IV) (в граммах) прореагировала с кислородом?
Задача 14. В результате реакции, термохимическое уравнение которой
2SO2 + О2 = 2SО3 + 198 кДж, выделилось 297 кДж теплоты. Вычислите объем израсходованного оксида серы (1V).
Задача 15. В реакции, протекающей в соответствии с термохимическим уравнением: 2Мg +O2 = 2МgО + 1204 кДж, выделилось 1806 кДж теплоты. Чему равна масса вступившего в реакцию магния ?Задача 16. Дано термохимическое уравнение: 2Мg + O2 = 2МgО + 1204 кДж. В результате реакции выделилось 903 кДж теплоты. Какая масса магния (в граммах) сгорела?
Задача 17. В соответствии с термохимическим уравнением реакции
2Са + О2 = 2СаО + 635,1 кДж
Определите количество теплоты, выделяющееся при горении 10 г кальция.
Задача 18. В реакцию, протекающую в соответствии с термохимическим уравнением 4Li + 2O2 = 2Li2O + 1198кДж, вступило 1 моль лития. Вычислите количество выделившейся теплоты.
Задача 19. Термохимическое уравнение реакции: 4А1+3О2 =2А12О3+ 3350 кДж. Вычислите количество теплоты, выделившееся при окислении 54 г алюминия,
Задача 20.Дано термохимическое уравнение: 2FеО + С = 2Fе + СО2 - 132 кДж.
В результате реакции поглотилось 55 кДж теплоты. Какая масса оксида железа (П) в граммах прореагировала с углеродом?
Задача 21. Дано термохимическое уравнение: 2NО + О2 = 2NО2 + 114 кДж. Сколько теплоты (в кДж) выделится при взаимодействии 100 г оксида азота (II) с избытком кислорода?
Задача 22. В реакцию, протекающую в соответствии с термохимическим уравнением 2А1 + 3S = Аl2S3 + 509 кДж, вступило 108 г алюминия. Чему равно количество выделившейся теплоты?
Задача 23. При соединении 4,2 г железа с серой выделилось 7,15 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение реакции.
Задача 24. Термохимическое уравнение реакции: 4Р + 5О2= 2Р2О5 + 3010 кДж. Сколько теплоты выделится при сгорании 310 г фосфора?
Задача 25. В соответствии с термохимическим уравнением
4Р + 5О2 = 2Р2О5 + 3010 кДж
выделится 1505 кДж. Какая масса фосфора для этого потребуется ?Задача 26. Вычислите по термохимическому уравнению: С + O2 = CO2 + 402 кДж
сколько грамм углерода сгорело, если выделилось 2412 кДж теплоты.
Задача 27. В результате реакции, термохимическое уравнение которого С(графит) + О2(г) = СО2(г) + 393,5 кДж, выделилось 1967,5 кДж теплоты. Объем (н.у.) образовавшегося при этом углекислого газа равен чему ?

Приложенные файлы


Добавить комментарий