Написать уравнение реакции горения бензола c6h6

Правильный расчет теплового эффекта реакций и теплот образования веществ

Тепловой эффект реакции

Задание 95.
Реакция горения бензола выражается термохимическим уравнением:
С₆Н₆(ж) + 15/2О_2(г) = 6СО_2(г) + 3Н₂О_(г); =?
Вычислите тепловой эффект этой реакции, если известно, что молярная теплота парообразования бензола равна +33,9 кДж. Ответ: —3135,58 кДж.
Решение:
∆H°С₆Н₆(парообр.) = +33,9 кДж/моль;
∆H°С₆Н₆(г) = +82,9 кДж/моль;
∆H°Н₂О = -241,98 кДж/моль;
∆H°СО₂ = -393,51 кДж/моль;
(С₆Н₆(ж) → (С₆Н₆(г); ∆H = +33,9 кДж;
ΔН = ?
Зная мольную теплоту парообразования и мольную теплоту образования газообразного бензола, рассчитаем мольную теплоту образования жидкого бензола из соотношения:

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 следствие из закона Гесса:

Ответ: ΔН = -3136 кДж.

Задание 96.
Вычислите тепловой эффект и напишите термохимическое уравнение реакции горения 1 моля этана С₂Н₆(г), в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Сколько теплоты выделится при сгорании 1 м 3 этана в пересчете на нормальные условия? Ответ: 63742,86 кДж.
Решение:
Уравнение реакции горения этана имеет вид:

С₂Н_{6 (г)} + 31/2O₂ = 2СО_2(г) + 3Н₂О _(ж); = ?

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 следствие из закона Гесса:

Рассчитаем теплоту, выделяющуюся при сжигании 1м 3 этана из пропорции:

Ответ: . Q = 69637,05 кДж.

Теплота образования вещества

Задание 97.
Реакция горения аммиака выражается термохимическим уравнением:
4NH_3(г) + 3O_{2 (г)} = 2N_2(г) + 6Н₂O_(ж); = —1530,28 кДж. Вычислите теплоту образования NH3 (г).
Ответ: —46,19 кДж/моль.
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 дав-лении 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, О₂, Н₂ и др.
Термохимическое уравнение реакции имеет вид:

4NH_3(г) + 3O_{2 (г)} = 2N_2(г) + 6Н₂O_(ж); = —1530,28 кДж.

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(6Н₂O_(ж)) – 4 (NH_3(г))

Отсюда вычислим теплоту образования NH₃:

4 (NH_3(г)) = 6(6Н₂O_(ж)) – ;
4 (NH_3(г)) = [(-285,84) – (–1530,28кДж);
4(NH_3(г)) = –184,76кДж;
(NH3(г)) = –184,7/4 = —46,19 кДж/моль.

Ответ: –46,19 кДж/моль.

Задание 98.
При взаимодействии 6,3 г железа с серой выделилось 11,31 кДж теплоты. Вычислите теплоту образования сульфида железа ЕеS. Ответ: —100,26 кДж/моль.
Решение:
Уравнение реакции имеет вид:

Ответ: —100,26 кДж/моль.

Задание 99.
При сгорании 1 л ацетилена (н.у.) выделяется 56,053 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксида углерода. Вычислите теплоту образования С₂Н_2(г). Ответ. 226,75 кДж/моль.
Решение:
Уравнение реакции горения ацетилена имеет вид:

Рассчитаем теплоту, выделяющуюся при сжигании 1моль ацетилена из пропорции:

Термохимическое уравнение реакции горения ацетилена будет иметь вид:

Тепловой эффект реакции можно вычислить, используя следствии е из закона Гесса:

= 6(СО₂) + 3(Н₂О) – (С₆Н₆)

Отсюда вычислим теплоту образования С₂Н₂:

(С₂Н₂) = [2(СО₂) + (Н₂О)] — ;
(С₂Н₆₎ = [2 -393,51) + (-241,83)] – (–1255,587) = 226,75кДж.

Ответ: 226,75 кДж/моль.

Задание 100.
При получении молярной массы эквивалента гидроксида кальция из СаО(к) и Н₂О(ж) выделяется 32,53 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования оксида кальция. Ответ: –635,6 кДж.
Решение:
Так как молярная масса эквивалента гидроксида кальция равна 1/2M(Са(ОН)₂), то при по-лучении 1моль его выделится 65,06 кДж теплоты (2 . 32,53 = 65,06).
Термохимическое уравнение получения гидроксида кальция из СаО(к) и Н₂О(ж) будет иметь вид:

СаО(к) + Н₂О(ж) = Са(ОН)₂(к); = 65,06 кДж.

Тепловой эффект реакции можно вычислить, используя следствии е из закона Гесса:

= (Са(ОН)_2(к)) –[(СаО_(к)) + (Н₂О_(ж))].

Отсюда вычислим теплоту образования С₂Н₂:

( СаО_(к)) = [(Са(ОН)_2(к)) + (Н₂О_(ж))] — ;
( СаО_(к)) = [-986,6) — (-285,84) — (65,06)] – = –635,6 кДж.

Реакция горения бензола выражается термохимическим уравнением: С6Н6(ж) + 7 1/2 О2(г) = 6СО2(г)

Ваш ответ

решение вопроса

Похожие вопросы

• Все категории
• экономические 43,293
• гуманитарные 33,622
• юридические 17,900
• школьный раздел 607,176
• разное 16,830

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

Химические свойства аренов

Арены (ароматические углеводороды) – это непредельные (ненасыщенные) циклические углеводороды, молекулы которых содержат устойчивые циклические группы атомов (бензольные ядра) с замкнутой системой сопряженных связей.

Общая формула: C_nH_2n–6 при n ≥ 6.

Химические свойства аренов

Арены – непредельные углеводороды, молекулы которых содержат три двойных связи и цикл. Но из-за эффекта сопряжения свойства аренов отличаются от свойств других непредельных углеводородов.

Для ароматических углеводородов характерны реакции:

• присоединения,
• замещения,
• окисления (для гомологов бензола).

Ароматическая система бензола устойчива к действию окислителей. Однако гомологи бензола окисляются под действием перманганата калия и других окислителей.

1. Реакции присоединения

Бензол присоединяет хлор на свету и водород при нагревании в присутствии катализатора.

1.1. Гидрирование

Бензол присоединяет водород при нагревании и под давлением в присутствии металлических катализаторов (Ni, Pt и др.).

При гидрировании бензола образуется циклогексан:

При гидрировании гомологов образуются производные циклоалканы. При нагревании толуола с водородом под давлением и в присутствии катализатора образуется метилциклогексан:

1.2. Хлорирование аренов

Присоединение хлора к бензолу протекает по радикальному механизму при высокой температуре, под действием ультрафиолетового излучения.

При хлорировании бензола на свету образуется 1,2,3,4,5,6-гексахлорциклогексан (гексахлоран).

Гексахлоран – пестицид, использовался для борьбы с вредными насекомыми. В настоящее время использование гексахлорана запрещено.

Гомологи бензола не присоединяют хлор. Если гомолог бензола реагирует с хлором или бромом на свету или при высокой температуре (300°C), то происходит замещение атомов водорода в боковом алкильном заместителе, а не в ароматическом кольце.

2. Реакции замещения

2.1. Галогенирование

Бензол и его гомологи вступают в реакции замещения с галогенами (хлор, бром) в присутствии катализаторов (AlCl₃, FeBr₃).

При взаимодействии с хлором на катализаторе AlCl₃ образуется хлорбензол:

Ароматические углеводороды взаимодействуют с бромом при нагревании и в присутствии катализатора – FeBr₃ . Также в качестве катализатора можно использовать металлическое железо.

Бром реагирует с железом с образованием бромида железа (III), который катализирует процесс бромирования бензола:

Мета-хлортолуол образуется в незначительном количестве.

При взаимодействии гомологов бензола с галогенами на свету или при высокой температуре (300 о С) происходит замещение водорода не в бензольном кольце, а в боковом углеводородном радикале.

Например, при хлорировании этилбензола:

2.2. Нитрование

Бензол реагирует с концентрированной азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты (нитрующая смесь).

При этом образуется нитробензол:

Толуол реагирует с концентрированной азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты.

В продуктах реакции мы указываем либо о-нитротолуол:

Нитрование толуола может протекать и с замещением трех атомов водорода. При этом образуется 2,4,6-тринитротолуол (тротил, тол):

2.3. Алкилирование ароматических углеводородов

• Арены взаимодействуют с галогеналканами в присутствии катализаторов (AlCl_3, FeBr₃ и др.) с образованием гомологов бензола.

• Ароматические углеводороды взаимодействуют с алкенами в присутствии хлорида алюминия, бромида железа (III), фосфорной кислоты и др.

• Алкилирование спиртами протекает в присутствии концентрированной серной кислоты.

2.4. Сульфирование ароматических углеводородов

Бензол реагирует при нагревании с концентрированной серной кислотой или раствором SO₃ в серной кислоте (олеум) с образованием бензолсульфокислоты:

3. Окисление аренов

Бензол устойчив к действию даже сильных окислителей. Но гомологи бензола окисляются под действием сильных окислителей. Бензол и его гомологи горят.

3.1. Полное окисление – горение

При горении бензола и его гомологов образуются углекислый газ и вода. Реакция горения аренов сопровождается выделением большого количества теплоты.

Уравнение сгорания аренов в общем виде:

При горении ароматических углеводородов в недостатке кислорода может образоваться угарный газ СО или сажа С.

Бензол и его гомологи горят на воздухе коптящим пламенем. Бензол и его гомологи образуют с воздухом и кислородом взрывоопасные смеси.

3.2. О кисление гомологов бензола

Гомологи бензола легко окисляются перманганатом и дихроматом калия в кислой или нейтральной среде при нагревании.

При этом происходит окисление всех связей у атома углерода, соседнего с бензольным кольцом, кроме связи этого атома углерода с бензольным кольцом.

Толуол окисляется перманганатом калия в серной кислоте с образованием бензойной кислоты:

Если окисление толуола идёт в нейтральном растворе при нагревании, то образуется соль бензойной кислоты – бензоат калия:

Таким образом, толуол обесцвечивает подкисленный раствор перманганата калия при нагревании.

Более длинные радикалы окисляются до бензойной кислоты и карбоновой кислоты:

При окислении пропилбензола образуются бензойная и уксусная кислоты:

Изопропилбензол окисляется перманганатом калия в кислой среде до бензойной кислоты и углекислого газа:

4. Ориентирующее действие заместителей в бензольном кольце

Если в бензольном кольце имеются заместители, не только алкильные, но и содержащие другие атомы (гидроксил, аминогруппа, нитрогруппа и т.п.), то реакции замещения атомов водорода в ароматической системе протекают строго определенным образом, в соответствии с характером влияния заместителя на ароматическую π-систему.

Типы заместителей в бензольном кольце

В уравнении реакции в качестве продукта записывается либо орто-толуол, либо пара-толуол.

5. Особенности свойств стирола

Стирол (винилбензол, фенилэтилен) – это производное бензола, которое имеет в своем составе двойную связь в боковом заместителе.

Общая формула гомологического ряда стирола: C_nH_2n-8.

Стирол присоединяет водород, кислород, галогены, галогеноводороды и воду в соответствии с правилом Марковникова.

При полимеризации стирола образуется полистирол:

Как и алкены, стирол окисляется водным раствором перманганата калия при обычных условиях. Обесцвечивание водного раствора перманганата калия — качественная реакция на стирол:

При жестком окислении стирола перманганатом калия в кислой среде (серная кислота) разрывается двойная связь и образуется бензойная кислота и углекислый газ:

При окислении стирола перманганатом калия в нейтральной среде при нагревании также разрывается двойная связь и образуется соль бензойной кислоты и карбонат: