Дано термохимическое уравнение реакции протекающей в водном растворе

Тепловой эффект химической реакции. Термохимические уравнения

Тепловой эффект химической реакции. Термохимические уравнения.

Химические реакции протекают либо с выделением теплоты, либо с поглощением теплоты.

Экзотермические реакции протекают с выделением теплоты (теплота указывается со знаком «+»). Эндотермические реакции – с поглощением теплоты (теплота Q указывается со знаком «–»).

Тепловой эффект химической реакции – это изменение внутренней энергии системы вследствие протекания химической реакции и превращения исходных веществ (реагентов) в продукты реакции в количествах, соответствующих уравнению химической реакции.

При протекании химических реакций наблюдаются некоторые закономерности, которые позволяют определить знак теплового эффекта химической реакции:

• Реакции, которые протекают самопроизвольно при обыных условиях, скорее всего экзотермические. Для запуска экзотермических реакций может потребоваться инициация – нагревание и др.

Например, после поджигания горение угля протекает самопроизвольно, реакция экзотермическая:

• Реакции образования устойчивых веществ из простых веществ экзотермические, реакции разложения чаще всего – эндотермические.

Например, разложение нитрата калия сопровождается поглощением теплоты:

• Реакции, в ходе которых из менее устойчивых веществ образуются более устойчивые, чаще всего экзотермические. И наоборот, образование более устойчивых веществ из менее устойчивых сопровождается поглощением теплоты. Устойчивость можно примерно определить по активности и стабильности вещества при обычных условиях. Как правило, в быту нас окружают вещества сравнительно устойчивые.

Например, горение амиака (взаимодействие активных, неустойчивых веществ — аммиака и кислорода) приводит к образованию устойчивых веществ – азота и воды. Следовательно, реакция экзотермическая:

Количество теплоты обозначают буквой Q, измеряют в кДж (килоджоулях) или Дж (джоулях).

Количество теплоты, выделяющейся в результате реакции, пропорционально количеству вещества, вступившего в реакцию.

В термохимии используются термохимические уравнения . Это уравнение реакции с указанием количества теплоты, выделившейся в ней (на число моль вещества, равное коэффициентам в уравнении).

Например, рассмотрим термохимическое уравнение сгорания водорода:

Из термохимического уравнения видно, что 484 кДж теплоты выделяются при сгорании 2 моль водорода, 1 моль кислорода. Также можно сказать, что при образовании 2 моль воды выделяется 484 кДж теплоты.

Теплота образования вещества – количество теплоты, выделяющееся при образовании 1 моль данного вещества из простых веществ.

Например, при сгорании алюминия:

теплота образования оксида алюминия равна 1675 кДж/моль. Если мы запишем термохимическое уравнение без дробных коэффициентов:

теплота образования Al₂O₃ все равно будет равна 1675 кДж/моль, т.к. в термохъимическом уравнении приведен тепловой эффект образования 2 моль оксида алюминия.

Теплота сгорания – количество теплоты, выделяющееся при горении 1 моль данного вещества.

Например, при горении метана:

теплота сгорания метана равна 802 кДж/моль.

Разберемся, как решать задачи на термохимические уравнения (задачи на термохимию) из ЕГЭ. Для этого разберем несколько примеров термохимических задач.

1. В результате реакции, термохимическое уравнение которой:

получено 98 л (н.у.) оксида азота (II). Определите количество теплоты, которое затратили при этом (в кДж). (Запишите число с точностью до целых.).

Решение.

Из термохимического уравнения видно, что на образование 2 моль оксида азота (II) потребуется 180 кДж теплоты. 2 моль оксида азота при н.у. занимают объем 44,8 л. Составляем простую пропорцию:

на получение 44,8 л оксида азота (II) затрачено 180 кДж теплоты,

на получение 98 л оксида азота затрачено х кДж теплоты.

Отсюда х= 180*98/44,8 = 393,75 кДж. Округляем ответ до целых, как требуется в условии: Q=394 кДж.

Ответ: потребуется 394 кДж теплоты.

2. В результате реакции, термохимическое уравнение которой

выделилось 1452 кДж теплоты. Вычислите массу образовавшейся при этом воды (в граммах). (Запишите число с точностью до целых.)

Решение.

Из термохимического уравнения видно, что при образовании 2 моль воды выделится 484 кДж теплоты. Масса 2 моль воды равна 36 г. Составляем простую пропорцию:

при образовании 36 г воды выделится 484 кДж теплоты,

при образовании х г воды выделится 1452 кДж теплоты.

Отсюда х= 1452*36/484 = 108 г.

Ответ: образуется 108 г воды.

3. В результате реакции, термохимическое уравнение которой

израсходовано 80 г серы. Определите количество теплоты, которое выделится при этом (в кДж). (Запишите число с точностью до целых).

Решение.

Из термохимического уравнения видно, что при сгорании 1 моль серы выделится 296 кДж теплоты. Масса 1 моль серы равна 32 г. Составляем простую пропорцию:

при сгорании 32 г серы выделится 296 кДж теплоты,

при сгорании 80 г серы выделится х кДж теплоты.

Отсюда х= 80*296/32 = 740 кДж.

Ответ: выделится 740 кДж теплоты.

Дано термохимическое уравнение реакции протекающей в водном растворе

FOR-DLE.ru — Всё для твоего DLE 😉
Привет, я Стас ! Я занимаюсь так называемой «вёрсткой» шаблонов под DataLife Engine.

На своем сайте я выкладываю уникальные, адаптивные, и качественные шаблоны. Все шаблоны проверяются на всех самых популярных браузерх.
Раньше я занимался простой вёрсткой одностраничных, новостных и т.п. шаблонов на HTML, Bootstrap. Однажды увидев сайты на DLE решил склеить пару шаблонов и выложить их в интернет. В итоге эта парочка шаблонов набрала неплохую популярность и хорошие отзывы, и я решил создать отдельный проект.
Кроме шаблонов я так же буду выкладывать полезную информацию для DataLife Engin и «статейки» для веб мастеров. Так же данный проект будет очень полезен для новичков и для тех, кто хочет правильно содержать свой сайт на DataLife Engine. Надеюсь моя работа вам понравится и вы поддержите этот проект. Как легко и удобно следить за обновлениями на сайте?
Достаточно просто зарегистрироваться на сайте, и уведомления о каждой новой публикации будут приходить на вашу электронную почту!

Задание 1
Приведите по два примера экзотермических и эндотермических реакций.
Экзотермические реакции:
N₂ (г) + 3H₂ (г) ⇄ 2NH₃ (г) + 92 кДж
С (тв) + О₂ (г) = СО₂ (г) + 410 кДж
Эндотермические реакции:
CaCO₃ (тв) = CaO (тв) + CO₂ (г) ― 170 кДж
N₂ (г) + O₂ (г) = 2NO (г) ― 180 кДж

Задание 2
Даны термохимические уравнения нескольких реакций. Какие из них являются экзотермическими; эндотермическими?
а) 4P (тв) + 5O₂ (г) = 2P₂O₅ (тв) + 2984 кДж; Экзотермическая реакция
б) 2Al (тв) + Fe₂O₃ (тв) = Al₂O₃ (тв) + 2Fe (тв) + 850 кДж; Экзотермическая реакция
в) N₂ (г) + O₂ (г) = 2NO (г) ― 180 кДж; Эндотермическая реакция
г) C₆H₁₂O₆ (тв) + 6O₂ (г) = 6CO₂ (г) + 6H₂O (ж) + 2800 кДж. Экзотермическая реакция

Задание 3
При кристаллизации свинца из расплава происходит выделение теплоты. Какой это процесс – экзо- или эндотермический? Экзотермический процесс, так как происходит выделение теплоты.

Задание 4
Пользуясь данными, приведёнными в параграфе, составьте термохимическое уравнение разложения жидкой воды на водород и кислород.
2Н₂О (ж) = 2H₂ (г) + O₂ (г) ― 572 кДж

Задание 5
Дано термохимическое уравнение синтеза аммиака: N₂(г) + 3H₂(г) = 2NH₃(г) + 92 кДж. Рассчитайте, сколько теплоты выделится при образовании:
а) 10 моль;
Решение
По термохимическому уравнению с 2 моль NH₃ выделяется 92 кДж теплоты,
По условию задачи с 10 моль NH₃ ― х кДж теплоты.
х=10 моль ● 92 кДж : 2 моль=460 кДж
Ответ: 460 кДж

б) 10 г;
Решение
По термохимическому уравнению с 34 г (2 моль) NH₃ выделяется 92 кДж теплоты,
По условию задачи с 10 г NH₃ ― х кДж теплоты.
х=10 г ● 92 кДж : 34 г=27 кДж
Ответ: 27 кДж

в) 10 л (н.у.) аммиака.
Решение
По термохимическому уравнению с 44,8 л (2 моль) NH₃ выделяется 92 кДж теплоты,
По условию задачи с 10 л NH₃ ― х кДж теплоты.
х=10 л ● 92 кДж : 22,4 л =20,5 кДж
Ответ: 20,5 кДж

Задание 6
Теплота сгорания угля равна 393,5 кДж/моль. Напишите термохимическое уравнение реакции. Рассчитайте количество теплоты, которое выделится при сгорании 1 кг угля. Какой объём углекислого газа (н.у.) образовался, если при сгорании угля выделилось 157,4 кДж теплоты?
Решение
C 12 г (1 моль) С выделяется 393,5 кДж теплоты,
с 1000 г С ― х кДж теплоты.
х=393,5 кДж : 12 г = 32780 кДж
С 22,4 л (1 моль) СО₂ выделяется 393,5 кДж теплоты,
с х л СO₂ ― 157,4 кДж теплоты.
х=157,4 кДж ● 393,5 кДж: 22,4 л=8,96 л
Ответ: выделится 32780 кДж теплоты, образуется 8,96 л углекислого газа.

Задание 7
На разложение 19,7 г карбоната бария на оксид бария и углекислый газ затратили 27,2 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение этой реакции.
Решение
Составляем термохимическое уравнение с указанием агрегатного состояния веществ:
BaCO₃ (т.) = BaO (т.) + CO₂ (г.)
По термохимическому уравнению на 197 г (1 моль) BaCO₃ затратили х кДж теплоты,
По условию задачи на 19,7 г BaCO₃ ― 27,2 кДж теплоты
х=197 ● 27,2 кДж : 19,7 г = 272 кДж
Термохимическое уравнения реакции имеет вид: BaCO₃ (т.) = BaO (т.) + CO₂ (г.) -272 кДж

Задание 8
Рассчитайте количество теплоты, которая выделится при сгорании 1 м 3 (н.у.) природного газа, содержащего 90% метана CH₄, 8% этана C₂H₆ и 2% пропана C₃H₈ (по объёму). Теплоты сгорания метана, этана и пропана равны соответственно 802, 1428 и 2045 кДж/моль.
Дано: V(смеси)=1 м 3 =1000 л, φ(CH₄)=90%, φ(C₂H₆)=8%, φ(C₃H₈)=2%,
Найти: Q-?
Решение
V(CH₄)=φ(CH₄)●V(смеси):100%=90% ● 1000 л : 100%=900 л
V(C₂H₆)=φ(C₂H₆)●V(смеси):100%=8% ● 1000 : 100%=80 л
V(C₃H₈)=φ(C₃H₈)●V(смеси):100%=2% ● 1000 : 100%=20 л
С 22,4 л (1 моль) СH₄ выделяется 802 кДж теплоты,
с 900 л СH₄ ― x кДж теплоты.
х=802 кДж ● 900 л : 22,4 л=32223 кДж
С 22,4 л (1 моль) С₂H₂ выделяется 1428 кДж теплоты,
с 80 л С₂H₂ ― у кДж теплоты.
у=1428 кДж ● 80 л : 22,4 л=5100 кДж
С 22,4 л (1 моль) С₃H₈ выделяется 2045 кДж теплоты,
с 20 л С₂H₂ ― z кДж теплоты.
z=2045 кДж ● 20 л : 22,4 л=1826 кДж
Q =х + y + z= 32223 кДж + 5100 кДж + 1825 кДж = 39150 кДж
Ответ: Q=39150 кДж

Задание 9
Термохимическое уравнение реакции разложения воды на простые вещества: 2H₂O (г) = 2H₂ (г) + O₂(г) — 484 кДж. Сколько теплоты надо затратить для разложения 90 г газообразной воды?
Решение
По термохимическому уравнению на 36 г (2 моль) H₂O затратится 484 кДж теплоты,
По условию задачи на 90 г H₂O ― х кДж теплоты.
х=90 г ● 484 кДж : 36 г=1210 кДж
Ответ: надо затратить 1210 кДж

Задание 10
Теплоты сгорания метана и ацетилена равны соответственно 802 и 1260 кДж/моль. Какой из двух газов даёт больше теплоты при сгорании: а) 1 кг вещества;
Решение
С 16 г (1 моль) СH₄ выделяется 802 кДж теплоты,
с 1000 г СH₄ ― х кДж теплоты.
х=1000 г ● 802 кДж : 16 г=50125 кДж
С 26 г (1 моль) C₂H₂ выделяется 1260 кДж теплоты,
с 1000 г С₂H₂ ― у кДж теплоты.
у=1000 г ● 1260 кДж : 26 г=48461 кДж
Q_CH4 > Q_C2H2
Ответ: 1 кг метана CH₄ дает больше теплоты при сгорании.

б) 1 м 3 (н.у.) вещества.
Решение
С 22,4 л (1 моль) СH₄ выделяется 802 кДж теплоты,
с 1000 л СH₄ ― х кДж теплоты.
х= Q_CH4= 1000 л ● 802 кДж : 22,4 л=35804 кДж
С 22,4 л (1 моль) С₂H₂ выделяется 1260 кДж теплоты,
с 1000 л С₂H₂ ― y кДж теплоты.
y= Q_C2H2= 1000 л ● 1260 кДж : 22,4 л=56250 кДж
Q_CH4 Q_C2H2
Ответ: 1 м 3 ацетилена C₂H₂ дает больше теплоты при сгорании.

Задание 11
Используя данные задачи 2, определите тепловой эффект реакции фотосинтеза: 6CO₂ (г) + 6H₂O (ж) = C₆H₁₂O₆ (тв) + 6O₂ (г).
Дано: Q_обр.(CO₂)=393,5 кДж/моль, Q_обр.(H₂O)=286 кДж/моль, Q_обр.(C₆H₁₂O₆)=1274 кДж/моль
Найти: Q_{реакции}=?
Решение
На 1 моль СO₂ затрачивается 393,5 кДж теплоты,
на 6 моль CO₂ ― х кДж теплоты.
х= Q₁=6 моль ● 393,5 кДж : 1 моль=2361 кДж
На 1 моль H₂O затрачивается 286 кДж теплоты,
на 6 моль H₂O ― х кДж теплоты.
х= Q₂=6 моль ● 286 кДж : 1 моль=1716 кДж
На 1 моль C₆H₁₂O₆ затрачивается 1274 кДж теплоты, поэтому Q₃= 1274 кДж
Q_{реакции}= Q₁— Q₂— Q₃= 1274 кДж — 1716 кДж — 2361 кДж=-2803 кДж
Ответ: Q_{реакции}= -2803 кДж
Откуда берётся энергия, необходимая для этой реакции? Энергия солнца

Залание 12
Теплота сгорания водорода равна 286 кДж/моль. Используя данные задач 6 и 8, определите, какое топливо – уголь, водород или метан – даёт больше теплоты в расчёте на единицу массы (например, 1 г).
Решение
С 44 г (1 моль) С выделяется 393,5 кДж теплоты,
с 1 г C ― х кДж теплоты.
х= Q_С=1 г ● 393,5 кДж : 10 г=39,35 кДж
С 2 г (1 моль) H₂ выделяется 286 кДж теплоты,
с 1 г H₂ ― х кДж теплоты.
х= Q_H2=1 г ● 286 кДж : 2 г=143 кДж
С 16 г (1 моль) CH₄ выделяется 802 кДж теплоты,
с 1 г CH₄ ― х кДж теплоты.
х= Q_CH4=1 г ● 802 кДж : 16 г=50,125 кДж
Q_H2> Q_CH4> Q_C
Ответ: при сгорании водород даёт больше теплоты в расчёте на единицу массы, чем метан и уголь.

Vuz-24.ru

Материалы в помощь студентам и научным работникам

Задание с ответами: химия. ЕГЭ — 2018

Дано термохимическое уравнение:

В результате реакции выделилось 1000 кДж теплоты. Вычислите массу образовавшегося оксида меди (II). Примите A_r(Cu) = 64. Ответ дайте в граммах с точностью до целых.

Сведения для решения

По уравнению реакции можно составить пропорцию, что образованию 2-х моль оксида меди (II) соответствует выделение 800 кДж теплоты, а 1000 кДж теплоты соответствует х моль. Таким образом,

, тогда .

Масса вещества равна произведению количества вещества на его молярную массу. Получаем, что выделилось оксида меди(II).

Правильный ответ: 200.
Правильный ответ: 200