Kaip išspręsti termochemines lygtis. Problemų su sprendimais pavyzdžiai

1.1. Problemų su sprendimais pavyzdžiai

1 užduotis. Užrašykite termocheminę reakcijos lygtį, jei žinoma, kad standartinėmis sąlygomis iš paprastų medžiagų susidarius 1 moliui vandenilio chlorido dujų HCl, išsiskiria 92 kJ šilumos.

Sprendimas

Termocheminės lygtys – tai užrašytos cheminių reakcijų lygtys, nurodančios entalpijos reikšmę DH (kJ) ir reakcijoje dalyvaujančių medžiagų agregacijos būseną.

Reakcijos entalpija DH 0 = Q p = -92 kJ, ženklas (-) atsiranda dėl to, kad egzoterminių reakcijų entalpijos laikomos neigiamomis.

Termocheminės reakcijos lygtis

1/2H 2 (g) + 1/2Cl2 (g) = HCl (g), ∆H 0 = – 92 kJ.

Kitas galimas atsakymas gaunamas padvigubinant šią lygtį:

H 2 (g) + Cl 2 (g) = 2HCl (g), ∆H 0 = – 184 kJ.

Užduotis2 . Apskaičiuokite standartinę Al 2 O 3(t) susidarymo entalpiją, jei žinoma termocheminė lygtis

4Al (t) + 3O 2 (g) = 2Al 2 O 3 (t), DH 0 = – 3340 kJ.

Sprendimas

Medžiagos susidarymo entalpija yra 1 molio tam tikros medžiagos susidarymo iš paprastų medžiagų, kurios yra stabilios standartinėmis sąlygomis, reakcijos entalpija. Aukščiau pateiktos reakcijos lygtis atitinka 2 mol aliuminio oksido susidarymą iš paprastų medžiagų – aliuminio ir deguonies. Naudodami termochemines lygtis galite atlikti paprastas matematines procedūras: sudėti, atimti, padauginti arba padalyti iš bet kurio skaičiaus. Reakcijos lygtį padalinkime iš dviejų, kad ji atitiktų 1 molio medžiagos susidarymą (entalpijos reikšmę proporcingai sumažinsime):

2Al (t) + 3/2O 2 (g) = Al 2 O 3 (t) , .

Atsakymas: standartinė aliuminio oksido susidarymo entalpija

Užduotis3 . Medžiagų formules (žr. lentelę) išdėstykite stabilumo didinimo tvarka.

Sprendimas

Motyvuokite savo atsakymą. Formavimo entalpijų vertės leidžia palyginti panašių jungčių stabilumas:

Kuo mažesnė formavimosi entalpija, tuo junginys stabilesnis. Medžiagų formulių išdėstymas stabilumo didinimo tvarka

Užduotis4 . H 2 Te (g) H 2 Se (g) H 2 S (g) H 2 O (g).

Parašykite, koks ryšys egzistuoja tarp reakcijų DH 1, DH 2 ir DH 3 entalpijų, jei žinomos termocheminės lygtys.

1) C (grafitas) + O 2 (g) = CO 2 (g), DH 1;

3) CO (g) + 1/2O 2 (g) = CO 2 (g), DH 3.

Sprendimas

Termochemines lygtis galima sudėti ir atimti ir tt (1) lygtį galima gauti sudėjus (2) ir (3) lygtis, t.y.

Atsakymas:

5 užduotis. Iš pamatinių duomenų nustatykite standartinę reakcijos entalpiją

C 2 H 5 OH (l) + 3O 2 (g) = 2CO 2 (g) + 3H 2 O (g).

Sprendimas

Reakcijos entalpiją randame naudodami pirmąjį Heso dėsnio padarinį

Atsakymas:

6 užduotis. Apskaičiuokite išsiskiriančios (arba sugertos) šilumos kiekį gesinant 1 kg kalkių standartinėmis sąlygomis. Standartinių medžiagų susidarymo entalpijų reikšmės pateiktos lentelėje.

Sprendimas

Kalkių gesinimo reakcijos lygtis:

CaO (s) + H 2 O (l) = Ca(OH) 2 (s).

Reakcijos šiluminis efektas yra lygus reakcijos entalpijai, kurios reikšmė nustatoma pagal pirmąjį Heso dėsnio padarinį:

Reakcijos entalpija yra neigiama, t.y. Kai kalkės gesinamos, išsiskiria šiluma. Šilumos kiekis Q = H 0 = -66 kJ atitinka 1 mol CaO gesinimą. Apskaičiuojame medžiagos kiekį, esantį 1 kg kalcio oksido:

Šilumos kiekis, išsiskiriantis gesinant 1 kg kalkių, yra

Atsakymas: Standartinėmis sąlygomis gesinant 1 kg kalkių išsiskiria 1175 kJ šilumos.

Norint palyginti skirtingų procesų energetinį poveikį, šiluminis poveikis nustatomas pagal standartinėmis sąlygomis. Standartinis slėgis – 100 kPa (1 baras), temperatūra 25 0 C (298 K), koncentracija – 1 mol/l. Jei pradinės medžiagos ir reakcijos produktai yra standartinės būsenos, tai cheminės reakcijos terminis poveikis vadinamas standartinė sistemos entalpija ir yra paskirtas ΔH 0 298 arba ΔH 0 .

Cheminių reakcijų lygtys, rodančios šiluminį efektą, vadinamos termochemines lygtis.

Termocheminės lygtys rodo reaguojančių ir susidarančių medžiagų fazės būseną ir polimorfinę modifikaciją: g - dujinė, l - skysta, k - kristalinė, m - kieta, p - ištirpusi ir tt Jei reakcijos sąlygoms agreguotos medžiagų būsenos yra akivaizdžios , pavyzdžiui, APIE 2 , N 2 , N 2 - dujos, Al 2 APIE 3 , CaCO 3 - kietosios medžiagos ir kt. esant 298 K, tada jie gali būti nenurodyti.

Termocheminė lygtis apima reakcijos šiluminį poveikį ΔH, kuri šiuolaikinėje terminijoje rašoma šalia lygties. Pavyzdžiui:

SU 6 N 6 (W) + 7,5О 2 = 6СО 2 + 3H 2 APIE (IR) ΔH 0 = - 3267,7 kJ

N 2 + 3H 2 = 2NН 3(G) ΔH 0 = - 92,4 kJ.

Termochemines lygtis galima tvarkyti taip pat, kaip ir algebrines lygtis (sudėti, atimti viena iš kitos, padauginti iš konstantos ir pan.).

Termocheminės lygtys dažnai (bet ne visada) pateikiamos vienam atitinkamos medžiagos moliui (gautam arba suvartotam). Tokiu atveju kiti proceso dalyviai gali įvesti lygtį su trupmeniniais koeficientais. Tai leidžiama, nes termocheminės lygtys veikia ne su molekulėmis, o su medžiagų moliais.

Termocheminiai skaičiavimai

Cheminių reakcijų šiluminiai efektai nustatomi tiek eksperimentiškai, tiek naudojant termocheminius skaičiavimus.

Termocheminiai skaičiavimai pagrįsti Heso dėsnis(1841):

Reakcijos šiluminis efektas nepriklauso nuo kelio, kuriuo vyksta reakcija (t.y. nuo tarpinių etapų skaičiaus), bet priklauso nuo pradinės ir galutinės sistemos būsenos.

Pavyzdžiui, metano degimo reakcija gali vykti pagal lygtį:

CH 4 +2О 2 = CO 2 + 2H 2 APIE (G) ΔH 0 1 = -802,34 kJ

Ta pati reakcija gali būti vykdoma CO susidarymo stadijoje:

CH 4 +3/2О 2 = CO + 2H 2 APIE (G) ΔH 0 2 = -519,33 kJ

CO +1/2O 2 = CO 2 ΔH 0 3 = -283,01 kJ

Pasirodo, kad ΔH 0 1 = ΔН 0 2 + ΔH 0 3 . Vadinasi, reakcijos, vykstančios dviem keliais, šiluminis efektas yra vienodas. Heso dėsnis gerai iliustruojamas naudojant entalpijos diagramas (2 pav.)

Iš Heso dėsnio kyla keletas pasekmių:

1. Priekinės reakcijos šiluminis efektas lygus atvirkštinės reakcijos šiluminiam efektui su priešingu ženklu.

2. Jei dėl eilės nuoseklių cheminių reakcijų sistema pasiekia būseną, kuri visiškai sutampa su pradine, tai šių reakcijų šiluminių efektų suma lygi nuliui ( ΔH= 0). Procesai, kurių metu sistema po nuoseklių transformacijų grįžta į pradinę būseną, vadinami žiediniais procesais arba ciklai. Ciklo metodas plačiai naudojamas termocheminiuose skaičiavimuose. .

3. Cheminės reakcijos entalpija yra lygi reakcijos produktų susidarymo entalpijų sumai, atėmus pradinių medžiagų susidarymo entalpijų sumai, atsižvelgiant į stechiometrinius koeficientus.

Čia mes susiduriame su koncepcija „formacijos entalpija“.

Cheminio junginio susidarymo entalpija (šiluma) yra 1 molio šio junginio susidarymo iš paprastų medžiagų, paimtų tam tikromis sąlygomis stabilios būsenos, reakcijos terminis efektas. Paprastai susidarymo šiluma nurodoma į standartinę būseną, t.y. 25 0 C (298 K) ir 100 kPa. Nurodomos standartinės cheminių medžiagų susidarymo entalpijos ΔH 0 298 (arba ΔH 0 ), matuojami kJ/mol ir pateikiami žinynuose. Paprastų medžiagų, kurios yra stabilios 298 K temperatūroje ir 100 kPa slėgyje, susidarymo entalpija yra lygi nuliui.

Šiuo atveju cheminės reakcijos terminio efekto Hesso dėsnio pasekmė ( ΔH (H.R.)) turi tokią formą:

ΔH (H.R.) = ∑ΔН 0 reakcijos produktai - ∑ΔН 0 pradinės medžiagos

Naudodami Heso dėsnį galite apskaičiuoti cheminių ryšių energiją, kristalų gardelių energiją, kuro degimo šilumą, maisto kaloringumą ir kt.

Dažniausiai atliekami reakcijų šiluminio poveikio (entalpijų) skaičiavimai, kurie reikalingi technologiniams ir moksliniams tikslams.

1 pavyzdys. Parašykite termocheminę reakcijos tarp CO 2(G) ir vandenilis, dėl kurio susidaro CH 4(G) Ir N 2 APIE (G) , apskaičiuojant jo šiluminį efektą pagal priede pateiktus duomenis. Kiek šilumos išsiskirs šios reakcijos metu gaminant 67,2 litro metano, remiantis standartinėmis sąlygomis?

Sprendimas.

CO 2(G) + 3H 2(G) = CH 4(G) + 2H 2 APIE (G)

Žinyne (priede) randame standartines procese dalyvaujančių junginių susidarymo šilumą:

ΔH 0 (CO 2(G) ) = -393,51 kJ/mol ΔH 0 (CH 4(G) ) = -74,85 kJ/mol ΔH 0 (N 2(G) ) = 0 kJ/mol ΔH 0 (N 2 APIE (G) ) = -241,83 kJ/mol

Atkreipkite dėmesį, kad vandenilio, kaip ir visų paprastų medžiagų, kurios yra stabilios būsenos tam tikromis sąlygomis, susidarymo šiluma yra lygi nuliui. Apskaičiuojame reakcijos šiluminį efektą:

ΔH (H.R.) = ∑ΔН 0 (tęsinys) -∑ΔН 0 (nuoroda) =

ΔH 0 (CH 4(G) ) + 2ΔH 0 (N 2 APIE (G) ) - ΔН 0 (CO 2(G) ) -3ΔH 0 (N 2(G) )) =

74,85 + 2(-241,83) - (-393,51) - 3,0 = -165,00 kJ/mol.

Termocheminė lygtis yra tokia:

CO 2(G) + 3H 2(G) = CH 4(G) + 2H 2 APIE (G) ;ΔH

= -165,00 kJ

Pagal šią termocheminę lygtį, gavus 1 molį, išsiskirs 165,00 kJ šilumos, t.y. 22,4 litro metano. Šilumos kiekis, išsiskiriantis gaminant 67,2 litro metano, gaunamas iš proporcijos:

22,4 l – 165,00 kJ 67,2 165,00

67,2 l -- Q kJ Q = ------ = 22,4 2 pavyzdys.

SU 2 N 4(G) Sudarome ir išlyginame reikalingos termocheminės lygties cheminę dalį: 2(G) + 3О 2(G) + 2H 2 APIE (IR) ;  N= ?

= 2СО

Sukurta termocheminė lygtis nusako 1 molio degimą, t.y. 22,4 litro etileno. Reikalinga molinė etileno degimo šiluma nustatoma pagal proporciją:

1l - 63,00 kJ 22,4 63,00

22,4 l -- Q kJ Q = ------ =

1410,96 kJ H = -Q SU 2 N 4(G) Sudarome ir išlyginame reikalingos termocheminės lygties cheminę dalį: 2(G) + 3О 2(G) + 2H 2 APIE (IR) ;  N, termocheminė etileno degimo lygtis yra tokia:

= -1410,96 kJ SU 2 N 4(G) Apskaičiuoti formavimosi entalpiją ΔH (H.R.) = ∑ΔН 0 (tęsinys) -∑ΔН 0 Iš Heso dėsnio darome išvadą:

(nuoroda).

Naudojame rastą etileno degimo entalpiją ir visų (išskyrus etileną) proceso dalyvių susidarymo entalpijas, pateiktas priede. ΔH 0 (SU 2 N 4(G) ) 1410,96 = 2·(-393,51) + 2·(-285,84) –

- 3 · 0 ΔH 0 (SU 2 N 4(G) ) = 52,26 kJ/mol. Tai sutampa su priede pateikta verte ir įrodo mūsų skaičiavimų teisingumą.

3 pavyzdys. Parašykite termocheminę metano susidarymo iš paprastų medžiagų lygtį, apskaičiuokite šio proceso entalpiją pagal šias termochemines lygtis:

CH 4(G) + 2О 2(G) = CO 2(G) + 2H 2 APIE (IR) ΔH 1 = -890,31 kJ (1)

SU (GRAFITAS) + O 2(G) = CO 2(G)  N 2 = -393,51 kJ (2)

N 2(G) + ½О 2(G) = N 2 APIE (IR)  N 3 = -285,84 kJ (3)

Palyginkite gautą reikšmę su lentelės duomenimis (Priedas).

SU (GRAFITAS) + 2H 2(G) = CH 4(G)  N 4 =  N 0 (CH 4(G)) ) =? (4)

Termocheminės lygtys gali būti tvarkomos taip pat, kaip ir algebrinės lygtys. Dėl algebrinių operacijų su 1, 2 ir 3 lygtimis turime gauti lygtį 4. Norėdami tai padaryti, turėtume 3 lygtį padauginti iš 2, rezultatą pridėti prie 2 lygties ir atimti 1 lygtį.

2H 2(G) + O 2(G) = 2H 2 APIE (IR)  N 0 (CH 4(G) ) = 2  N 3 +  N 2 -  N 1

+ C (GRAFITAS) + O 2(G) + CO 2(G)  N 0 (CH 4(G) ) = 2(-285,84)

- CH 4(G) - 2О 2(G) -CO 2(G) - 2H 2 APIE (IR) + (-393,51)

SU (GRAFITAS) + 2H 2(G) = CH 4(G)  N 0 (CH 4(G) ) = -74,88 kJ

Tai atitinka priede pateiktą reikšmę, kuri įrodo, kad mūsų skaičiavimai yra teisingi.

Bet kokią cheminę reakciją lydi energijos išsiskyrimas arba įsisavinimas šilumos pavidalu.

Pagal šilumos išsiskyrimą ar sugėrimą jie išskiria egzoterminis Ir endoterminė reakcijos.

Egzoterminis reakcijos – tai reakcijos, kurių metu išsiskiria šiluma (+Q).

Endoterminės reakcijos yra reakcijos, kurių metu absorbuojama šiluma (-Q).

Reakcijos terminis poveikis (K) yra šilumos kiekis, kuris išsiskiria arba sugeria sąveikaujant tam tikram pradinių reagentų kiekiui.

Termocheminė lygtis yra lygtis, nurodanti cheminės reakcijos šiluminį poveikį. Taigi, pavyzdžiui, termocheminės lygtys yra šios:

Taip pat reikėtų pažymėti, kad termocheminėse lygtyse būtinai turi būti informacija apie reagentų ir produktų suvestines būsenas, nes nuo to priklauso šiluminio efekto vertė.

Reakcijos šiluminio efekto skaičiavimai

Tipiškos problemos, kaip rasti reakcijos šiluminį efektą, pavyzdys:

Kai 45 g gliukozės reaguoja su deguonies pertekliumi pagal lygtį

C 6 H 12 O6 (kieta) + 6O 2 (g) = 6CO 2 (g) + 6H 2 O (g) + Q

Išsiskyrė 700 kJ šilumos. Nustatykite reakcijos terminį efektą. (Parašykite skaičių iki artimiausio sveikojo skaičiaus.)

Sprendimas:

Apskaičiuokime gliukozės kiekį:

n(C6H12O6) = m(C6H12O6) / M(C6H12O6) = 45 g / 180 g/mol = 0,25 mol

Tie. Kai 0,25 mol gliukozės sąveikauja su deguonimi, išsiskiria 700 kJ šilumos. Iš sąlygoje pateiktos termocheminės lygties išplaukia, kad kai 1 molis gliukozės sąveikauja su deguonimi, susidaro šilumos kiekis, lygus Q (terminis reakcijos efektas). Tada teisinga yra ši proporcija:

0,25 mol gliukozės - 700 kJ

1 molis gliukozės – Q

Iš šios proporcijos gaunama atitinkama lygtis:

0,25 / 1 = 700 / Q

Išspręsdami tai, mes nustatome, kad:

Taigi reakcijos terminis efektas yra 2800 kJ.

Skaičiavimai naudojant termochemines lygtis

Daug dažniau USE užduotyse termochemijoje šiluminio efekto reikšmė jau žinoma, nes sąlyga pateikia visą termocheminę lygtį.

Tokiu atveju reikia apskaičiuoti arba išskiriamą/sugertą šilumos kiekį su žinomu reagento ar produkto kiekiu, arba, priešingai, iš žinomos šilumos vertės reikia nustatyti šilumos kiekį, masę, tūrį ar kiekį. bet kurio reakcijos dalyvio medžiaga.

1 pavyzdys

Pagal termocheminės reakcijos lygtį

3Fe 3 O 4 (tv.) + 8Al (tv.) = 9Fe (tv.) + 4Al 2 O 3 (tv.) + 3330 kJ

Susidarė 68 g aliuminio oksido. Kiek šilumos išsiskyrė? (Parašykite skaičių iki artimiausio sveikojo skaičiaus.)

Sprendimas

Apskaičiuokime aliuminio oksido medžiagos kiekį:

n (Al 2 O 3) = m (Al 2 O 3) / M (Al 2 O 3) = 68 g / 102 g/mol = 0,667 mol

Pagal termocheminę reakcijos lygtį, susidarius 4 moliams aliuminio oksido, išsiskiria 3330 kJ. Mūsų atveju susidaro 0,6667 mol aliuminio oksido. Pažymėję šiuo atveju išskiriamą šilumos kiekį x kJ, sukuriame proporciją:

4 mol Al 2 O 3 - 3330 kJ

0,667 mol Al 2 O 3 - x kJ

Ši proporcija atitinka lygtį:

4 / 0,6667 = 3330 / x

Išspręsdami tai, nustatome, kad x = 555 kJ

Tie. kai pagal termocheminę lygtį būsenoje susidaro 68 g aliuminio oksido, išsiskiria 555 kJ šilumos.

2 pavyzdys

Dėl reakcijos, kurios termocheminė lygtis

4FeS 2 (tv.) + 11O 2 (g) = 8SO 2 (g) + 2Fe 2 O 3 (tv.) + 3310 kJ

Išsiskyrė 1655 kJ šilumos. Nustatykite išsiskyrusio sieros dioksido tūrį (l) (nr.). (Parašykite skaičių iki artimiausio sveikojo skaičiaus.)

Sprendimas

Pagal termocheminę reakcijos lygtį, susidarius 8 moliams SO 2, išsiskiria 3310 kJ šilumos. Mūsų atveju išsiskyrė 1655 kJ šilumos. Tegu šiuo atveju susidariusio SO 2 kiekis yra x mol. Tada tokia proporcija yra teisinga:

8 mol SO 2 - 3310 kJ

x mol SO 2 - 1655 kJ

Iš to seka lygtis:

8 / x = 3310 / 1655

Išspręsdami tai, mes nustatome, kad:

Taigi šiuo atveju susidariusios SO 2 medžiagos kiekis yra 4 mol. Todėl jo tūris yra lygus:

V(SO 2) = V m ∙ n(SO 2) = 22,4 l/mol ∙ 4 mol = 89,6 l ≈ 90 l(suapvalinta iki sveikųjų skaičių, nes tai būtina sąlygoje.)

Galima rasti daugiau analizuotų cheminės reakcijos terminio poveikio problemų.

Iš pamokos medžiagos sužinosite, kuri cheminės reakcijos lygtis vadinama termochemine. Pamoka skirta termocheminės reakcijos lygties skaičiavimo algoritmo studijoms.

Tema: Medžiagos ir jų virsmai

Pamoka: Skaičiavimai naudojant termochemines lygtis

Beveik visos reakcijos įvyksta išsiskiriant arba sugeriant šilumą. Reakcijos metu išsiskiriantis arba sugertas šilumos kiekis vadinamas cheminės reakcijos terminis poveikis.

Jei šiluminis efektas parašytas cheminės reakcijos lygtyje, tai tokia lygtis vadinama termocheminis.

Termocheminėse lygtyse, skirtingai nei įprastose cheminėse, turi būti nurodyta suminė medžiagos būsena (kieta, skysta, dujinė).

Pavyzdžiui, termocheminė kalcio oksido ir vandens reakcijos lygtis atrodo taip:

CaO (s) + H 2 O (l) = Ca (OH) 2 (s) + 64 kJ

Šilumos Q kiekis, išsiskiriantis arba sugertas cheminės reakcijos metu, yra proporcingas reagento arba produkto medžiagos kiekiui. Todėl naudojant termochemines lygtis galima atlikti įvairius skaičiavimus.

Pažvelkime į problemų sprendimo pavyzdžius.

1 užduotis:Pagal vandens skilimo reakcijos TCA nustatykite šilumos kiekį, sunaudojamą skaidant 3,6 g vandens:

Šią problemą galite išspręsti naudodami proporciją:

skaidant 36 g vandens absorbuota 484 kJ

irimo metu buvo absorbuota 3,6 g vandens x kJ

Tokiu būdu galima parašyti reakcijos lygtį. Visas problemos sprendimas parodytas 1 pav.

Ryžiai. 1. 1 uždavinio sprendimo formulavimas

Problemą galima suformuluoti taip, kad jums reikės sukurti termocheminę reakcijos lygtį. Pažvelkime į tokios užduoties pavyzdį.

2 problema: Kai 7 g geležies sąveikauja su siera, išsiskiria 12,15 kJ šilumos. Remdamiesi šiais duomenimis, sukurkite termocheminę reakcijos lygtį.

Atkreipiu jūsų dėmesį į tai, kad atsakymas į šią problemą yra pačios reakcijos termocheminė lygtis.

Ryžiai. 2. 2 uždavinio sprendimo formalizavimas

1. Chemijos uždavinių ir pratimų rinkinys: 8 klasė: vadovėliams. P.A. Oržekovskis ir kiti „Chemija. 8 klasė“ / P.A. Oržekovskis, N.A. Titovas, F.F. Hegelis. - M.: AST: Astrel, 2006. (p.80-84)

2. Chemija: neorganinė. chemija: vadovėlis. 8 klasei bendrojo išsilavinimo įsteigimas /G.E. Rudzitis, F.G. Feldmanas. - M.: Švietimas, OJSC „Maskvos vadovėliai“, 2009. (§23)

3. Enciklopedija vaikams. 17 tomas. Chemija / skyrius. red.V.A. Volodinas, Ved. mokslinis red. I. Leensonas. - M.: Avanta+, 2003 m.

Papildomi žiniatinklio ištekliai

1. Užduočių sprendimas: skaičiavimai naudojant termochemines lygtis ().

2. Termocheminės lygtys ().

Namų darbai

1) p. 69 uždaviniai Nr.1,2 iš vadovėlio „Chemija: neorganinė“. chemija: vadovėlis. 8 klasei bendrojo išsilavinimo institucija“. /G.E. Rudzitis, F.G. Feldmanas. - M.: Švietimas, OJSC „Maskvos vadovėliai“, 2009 m.

2) p.80-84 Nr.241, 245 iš Chemijos uždavinių ir pratimų rinkinio: 8 klasė: vadovėliams. P.A. Oržekovskis ir kiti „Chemija. 8 klasė“ / P.A. Oržekovskis, N.A. Titovas, F.F. Hegelis. - M.: AST: Astrel, 2006 m.

10.1 problema. Naudojant termocheminę lygtį: 2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (g) + 484 kJ, nustatykite susidariusio vandens masę, kai išsiskiria 1479 kJ energijos.

Turime
x = (2 mol 1479 kJ) / (484 kJ) = 6,11 mol.
Kur
m(H2O) = v M = 6,11 mol 18 g/mol = 110 g
Jei problemos teiginyje nenurodytas reagento kiekis, o tik pranešama apie tam tikro kiekio (masės ar tūrio) pasikeitimą, kuris paprastai yra susijęs su medžiagų mišiniu, tada patogu įvesti papildomą terminą. į reakcijos lygtį, atitinkančią šį pokytį.

10.2 uždavinys.Į 10 l (N.O.) etano ir acetileno mišinį įpilama 10 l (N.O.) vandenilio. Mišinys perpilamas per įkaitintą platinos katalizatorių. Suvedus reakcijos produktus į pradines sąlygas, mišinio tūris tapo 16 litrų. Nustatykite acetileno masės dalį mišinyje.

Sudeginus 1 litrą etileno C 2 H 4 (G) (standartinėmis sąlygomis), susidaro dujinis anglies monoksidas (IV) ir skystas vanduo, išsiskiria 63,00 kJ šilumos. Naudodamiesi šiais duomenimis, apskaičiuokite etileno degimo molinę entalpiją ir užrašykite termocheminę reakcijos lygtį. Apskaičiuokite C 2 H 4 (G) susidarymo entalpiją ir gautą reikšmę palyginkite su literatūros duomenimis (priedas). Vandenilis reaguoja su acetilenu, bet ne su etanu.
C 2 H 6 + H2 2 ≠
C 2 H 2 + 2 H 2 → C 2 H 6
Tokiu atveju sistemos tūris sumažėja
ΔV = 10 + 10 – 16 = 4 l.
Tūris mažėja dėl to, kad produkto tūris (C 2 H 6) yra mažesnis už reagentų (C 2 H 2 ir H 2) tūrį.
Parašykime reakcijos lygtį, įvesdami išraišką ΔV.
Jei reaguoja 1 litras C 2 H 2 ir 2 litrai H 2 ir susidaro 1 litras C 2 H 6, tada
ΔV = 1 + 2 – 1 = 2 l.

Iš lygties aišku, kad
V(C 2 H 2) = x = 2 l.
Tada
V(C 2 H 6) = (10 - x) = 8 l.
Iš išraiškos
m / M = V / V M
mes turime
m = M V / V M
m(C 2 H 2) = M V / V M= (26 g/mol 2l) / (22,4 l/mol) = 2,32 g,
m (C 2 H 6) = M V / V M,
m (mišinys) = m (C 2 H 2) + m (C 2 H 6) = 2,32 g + 10,71 g = 13,03 g,
w (C 2 H 2) = m (C 2 H 2) / m (mišinys) = 2,32 g / 13,03 g = 0,18.

10.3 uždavinys. 52,8 g sverianti geležinė plokštelė buvo įdėta į vario (II) sulfato tirpalą. Nustatykite ištirpusios geležies masę, jei plokštelės masė bus 54,4 g.

10.4 uždavinys. 100 g tirpalo, kuriame yra druskos ir azoto rūgščių mišinio, ištirpinama daugiausia 24,0 g vario(II) oksido. Išgarinus tirpalą ir iškaitinus likutį, jo masė yra 29,5 g. Parašykite vykstančių reakcijų lygtis ir nustatykite druskos rūgšties masės dalį pradiniame tirpale.

Sudeginus 1 litrą etileno C 2 H 4 (G) (standartinėmis sąlygomis), susidaro dujinis anglies monoksidas (IV) ir skystas vanduo, išsiskiria 63,00 kJ šilumos. Naudodamiesi šiais duomenimis, apskaičiuokite etileno degimo molinę entalpiją ir užrašykite termocheminę reakcijos lygtį. Apskaičiuokite C 2 H 4 (G) susidarymo entalpiją ir gautą reikšmę palyginkite su literatūros duomenimis (priedas). Parašykime reakcijų lygtis:
СuО + 2НCl = СuСl 2 + Н 2 O (1)
CuO + 2HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + H 2 O (2)
2Сu(NO 3) 2 = 2СuО + 4NO 2 + O 2 (3)
Matyti, kad masės padidėjimas nuo 24,0 g iki 29,5 g yra susijęs tik su pirmąja reakcija, nes vario oksidas, ištirpęs azoto rūgštyje pagal reakciją (2), reakcijos (3) metu vėl virto vario oksidu. ta pati masė. Jei reakcijos metu (1) sureaguos 1 molis CuO, sveriantis 135 g, tada masė padidės 55 g Atsižvelgiant į tai, kad 2 mol HCl masė yra 73 g dar kartą parašykite (1) lygtį, pridėdami išraišką Δm.

Tai aišku
m(HCl) = x = 73 g 5,5 g / 55 g = 7,3 g.
Raskite rūgšties masės dalį:
w(HCl) = m(HCl) / m tirpalas =
= 7,3 g / 100 g = 0,073.