По термохимическому уравнению fe3o4 4co определите

Как правильно рассчитать значение энергии Гиббса и тепловой эффект реакции

Задача 1117.
Пользуясь данными таблиц приложения, установить, какие из перечисленных восстановителей могут восстановить Fe₂О₃ до свободного металла: а) Zn; б) Ni; в) Н₂S.
Решение:
Уравнения реакций:

ΔG 0 (Fe₂O₃) = -740,8 кДж/моль; ΔG 0 (NiO) = -211,6 кДж/моль;

ΔG 0 (ZnO) = -320,88 кДж/моль; ΔG 0 (H₂S) = 33, кДж/моль;

ΔG 0 (H₂O) = -228,8 кДж/моль.

Рассчитаем значение энергии Гиббса для каждой реакции, получим:

ΔG 0 (а) = 3ΔG 0 (ZnO) — ΔG 0 (Fe₂O₃) = 3(-320,88) – (-740,8) = -221,84 кДж;

ΔG 0 (б) = 3ΔG 0 (NiO) — ΔG 0 (Fe₂O₃) = 3(-211,6) – (-740,8) = 106 кДж;

=3(-228,8) – [3(33) + (-740,8) = -44,6 кДж.

Так как ΔG 0 (а) и ΔG 0 (в) 0 (б) > 0, то никель не может восстановить Fe₂О₃ до свободного металла.

Определение теплового эффекта реакции

Задача 1118.
При выплавке железа из магнитного железняка одна из протекающих в доменной печи реакций выражается уравнением: Fe₃O₄ + СО = 3FeO + СO₂. Пользуясь данными таблиц приложения, определить тепловой эффект реакции. В каком направлении сместится равновесие этой реакции при повышении температуры?
Решение:
Уравнение реакции:

ΔH 0 (Fe₃O₄) = -1014,8 кДж/моль; ΔH 0 (FeO) = -244,5 кДж/моль;

ΔH 0( CO) = -137,2 кДж/моль; ΔH 0 (CO₂) = -394,6 кДж/моль.

Рассчитаем тепловой эффект реакции, используя следствие из закона Гесса, получим:

ΔH 0 x.p.= 3ΔH 0 (FeO) + ΔH 0 (CO) – [ΔH 0 (Fe₃O₄) + ΔH 0 (CO)] =

= [3(-244,5) + (-394,6)] – [(-1014,5) + (-137,2)] = 23,6 кДж.

Термохимическое уравнение будет иметь вид:

Так как реакция эндотермическая, то при повышении температуры, согласно принципу Ле Шателье, равновесие системы сместится вправо, в сторону уменьшения теплоты.

Задания 28. Расчеты объемных отношений газов при химической реакции. Тепловой эффект.

В результате реакции, термохимическое уравнение которой

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

Ответ: 108

Пояснение:

Из уравнения реакции следует, что при образовании 2 моль воды выделяется 484 кДж теплоты. У нас же выделилось 1452 кДж теплоты. Составим пропорцию

2 моль H₂O — 484 кДж

x моль H₂O — 1452 кДж

2 : x = 484 : 1452

x = 2 ∙ 1452 /484 = 6

т.е. n(H₂O) = 6 моль, следовательно:

При взаимодействии оксида серы (IV) с 5,6 л (н.у.) кислорода в соответствии с уравнением

выделилось 19 кДж теплоты. Определите тепловой эффект реакции. (Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 76

Пояснение:

Рассчитаем количество вещества кислорода:

Т.е. при взаимодействии 0,25 моль кислорода с оксидом серы (IV) выделяется 19 кДж теплоты. Из представленного в условии термохимического уравнения следует, что при взаимодействии 1 моль кислорода с оксидом серы выделяется количество теплоты равное Q (тепловой эффект реакции). Тогда справедлива пропорция:

0,25 моль кислорода — 19 кДж

1 моль кислорода — Q

Исходя из этой пропорции:

Таким образом, тепловой эффект реакции составляет 76 кДж.

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

выделилось 786 кДж теплоты. Какой объем (н.у.) углекислого газа при этом образовался? (Запишите число с точностью до десятых.)

Ответ: 44,8

Пояснение:

В соответствии с термохимическим уравнением реакции при образовании 1 моль углекислого газа выделяется 393 кДж теплоты. В нашем же случае вместо этого выделилось 786 кДж теплоты. Обозначив искомое количество вещества углекислого газа равным х моль, можно записать пропорцию:

1 моль CO₂ — 393 кДж теплоты

x моль CO₂ — 786 кДж теплоты

Следовательно, справедливо уравнение:

Решая которое получаем:

Т.е. количество вещества углекислого газа при образовании которого выделяется 786 кДж теплоты составляет 2 моль.

Рассчитаем объем такого количества углекислого газа при н.у.:

V(CO₂) = 2 моль ∙ 22,4 л/моль = 44,8 л

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

выделилось 2406 кДж теплоты. Определите объем (н.у.) израсходованного кислорода в литрах. (Запишите число с точностью до десятых.)

Ответ: 134,4

Пояснение:

Согласно термохимическому уравнению при участии в реакции горения метана 2 моль кислорода выделяется 802 кДж теплоты. В нашем же случае выделяется количество теплоты равное 2406 кДж. Обозначив количество вещества кислорода необходимое для выделения 2406 кДж теплоты через х моль мы можем записать следующую пропорцию:

2 моль O₂ — 802 кДж теплоты

x моль O₂ — 2406 кДж теплоты

Тогда, справедливо следующее уравнение:

2 ∙ 2406 = 802 ∙ x

Решая которое находим ,что:

Таким образом, количество вещества кислорода равно 6 моль. Рассчитаем его объем:

V(O₂) = 6 ∙ 22,4 = 134,4 л.

Вычислите количество теплоты, которое потребуется для получения 25 г железа согласно уравнению реакции

(Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 6

Пояснение:

Рассчитаем количество вещества железа:

n(Fe) = m(Fe)/M(Fe) = 25/56 = 0,4464 моль,

Согласно термохимическому уравнению при образовании 2 моль металлического железа поглощается 27 кДж теплоты. Пусть количество поглощаемой в результате образования 0,4464 моль железа равно х кДж. Тогда можно записать пропорцию:

2 моль Fe — 27 кДж

0,4464 моль Fe — x кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

2 ∙ x = 0,4464 ∙ 27

Таким образом, количество теплоты, которое необходимо для получения 25 г железа равно 6 кДж.

Вычислите объем сгоревшего согласно уравнению реакции

ацетилена, если при этом выделилось 67,5 кДж теплоты. (Запишите число с точностью до сотых.)

Ответ: 1,12

Пояснение:

Согласно термохимическому уравнению при сгорании 2 моль ацетилена выделяется 2700 кДж теплоты. В нашем же случае выделилось 67,5 кДж. Пусть, количество вещества ацетилена, которое сгорело при этом равно х моль. Таким образом можно записать пропорцию:

x моль — 67,5 кДж

2 ∙ 67,5 = 2700 ∙ x

Таким образом, количество вещества ацетилена равно 0,05 моль. Рассчитаем его объем:

V(C₂H₂) = 0,05 моль ∙ 22,4 л/моль = 1,12 л

В результате реакции, термохимическое уравнение которой

выделилось 280 кДж теплоты. Вычислите массу глюкозы, которая окислилась в результате этой реакции. (Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 18

Согласно термохимическому уравнению при окислении 1 моль глюкозы выделяется 2800 кДж теплоты. В нашем же случае выделилось 280 кДж теплоты. Пусть количество глюкозы, которое окислилось при этом равно x моль. Тогда можно записать следующую пропорцию:

1 моль глюкозы – 2800 кДж теплоты

x моль глюкозы – 280 кДж теплоты

Следовательно, справедливо уравнение:

1 ∙ 280 = 2800 ∙ x

Решая которое находим, что:

x = 0,1 моль, т.е. количество глюкозы составляет 0,1 моль. Рассчитаем ее массу:

Какое количество вещества аммиака вступает в реакцию в соответствии с термохимическим уравнением

если в результате реакции выделилось 634 кДж теплоты? (Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 2

Пояснение:

Согласно термохимическому уравнению при окислении 4 моль аммиака выделяется 1268 кДж теплоты. В нашем же случае выделилось 634 кДж теплоты. Обозначим количество вещества аммиака, которое при этом окислилось как x моль. Тогда можно записать пропорцию:

4 моль аммиака – 1268 кДж

x моль аммиака – 634 кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

4 ∙ 634 = 1268 ∙ x

Решая которое находим, что:

x = 2, т.е. количество вещества аммиака составляет 2 моль.

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

получено 1400 кДж теплоты. Какая масса (в граммах) глюкозы при этом окислилась? (Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 90

Пояснение:

Согласно термохимическому уравнению при окислении 1 моль глюкозы выделяется 2800 кДж теплоты. В нашем же случае выделилось 1400 кДж теплоты. Пусть количество глюкозы, которое окислилось при этом равно x моль. Тогда можно записать следующую пропорцию:

1 моль глюкозы – 2800 кДж теплоты

x моль глюкозы – 1400 кДж теплоты

Следовательно, справедливо уравнение:

1 ∙ 1400 = 2800 ∙ x

x = 0,5, т.е. количество вещества глюкозы для получения 1400 кДж тепла составляет 0,5 моль. Рассчитаем ее массу:

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

выделилось 240 кДж теплоты. Определите массу полученного оксида магния. (Запишите число в точностью до целых.)

Ответ: 16

Пояснение:

Согласно термохимическому уравнению при образовании 2 моль оксида магния выделяется 1200 кДж теплоты. В нашем же случае выделилось 240 кДж теплоты. Пусть количество оксида магния, образовавшегося при этом равно x моль. Тогда можно записать пропорцию:

2 моль MgO – 1200 кДж

x моль MgO – 240 кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

2 ∙ 240 = 1200 ∙ x

Решая которое находим, что:

x = 0,4, т.е. при выделении 240 кДж теплоты количество вещества образовавшегося оксида магния составляет 0,4 моль. Тогда его масса равна:

m(MgO) = n(MgO) ∙ M(MgO) = 0,4 ∙ 40 = 16 г

В ходе реакции, термохимическое уравнение которой

было затрачено 450 кДж теплоты. Определите объем (н.у.) получившегося при этом газа. (Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 56

Пояснение:

Выделившийся газ – CO₂.

В соответствии с термохимическим уравнением при образовании одного моля CO₂ поглощается 180 кДж теплоты. В нашем же случае поглощено 450 кДж теплоты. Обозначив количество вещества углекислого газа, образовавшегося при этом как x моль, можно записать следующую пропорцию:

1 моль CO₂ – 180 кДж

x моль CO₂ – 450 кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

x = 2,5, т.е. количество вещества углекислого газа составляет 2,5 моль. Рассчитаем его объем:

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

образовалось 168 г железа. Какое количество теплоты при этом выделилось? (Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 1110

Пояснение:

Рассчитаем количество вещества железа с массой 168 г:

n(Fe) = m(Fe)/M(Fe) = 168/56 = 3 моль,

В соответствии с термохимическим уравнением реакции при образовании 9 моль металлического железа выделяется 3330 кДж. В нашем же случае образуется 3 моль железа. Обозначив количество теплоты выделившейся при этом как x кДж можно составить пропорцию:

9 моль Fe — 3330 кДж

3 моль Fe — x кДж

тогда справедливо уравнение:

Таким образом, количество теплоты выделяющееся при образовании 168 г металлического железа составляет 1110 кДж.

Определите количество теплоты, которое выделится при взаимодействии 280 г негашеной извести с водой в соответствии с термохимическим уравнением реакции

(Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 324

Пояснение:

Негашеная известь — тривиальное название оксида кальция CaO. Рассчитаем его количество вещества, зная массу:

n(CaO) = 280 г/ 56 г/моль = 5 моль,

В соответствии с термохимическим уравнением реакции при взаимодействии с водой 1 моль CaO выделяется количество теплоты равное 64,8 кДж. В нашем же случае в реакции принимает участие 5 моль оксида кальция, в связи с чем мы можем записать следующую пропорцию:

1 моль CaO — 64,8 кДж

5 моль CaO — x кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

Решая которое находим, что:

Таким образом, количество теплоты, которое выделится при взаимодействии 280 г негашеной извести водой составляет 324 кДж.

В результате реакции, термохимическое уравнение которой

выделилось 6620 кДж теплоты. Определите массу образовавшегося оксида железа (III). (Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 640

Пояснение:

В соответствии с термохимическим уравнением реакции при образовании 2 моль Fe₂O₃ выделяется 3310 кДж теплоты. В нашем же случае, выделилось 6620 кДж теплоты. Пусть количество вещества Fe₂O₃, образовавшегося при этом составляет x моль. Тогда можно записать следующую пропорцию:

Следовательно, справедливо уравнение:

2 ∙ 6620 = x ∙ 3310

Решая которое находим, что:

Таким образом, количество вещества Fe₂O₃ образовавшееся при этом составляет 4 моль. Следовательно масса образовавшегося Fe₂O₃ составляет:

При образовании 560 мл (н.у.) газообразного аммиака в соответствии с уравнением

выделилось 1,15 кДж теплоты. Чему равен тепловой эффект этой реакции? (Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 92

Пояснение:

Посчитаем какое количество вещества содержится в 560 мл газообразного аммиака. Прежде всего переведем его объем из мл в л:

Теперь, зная, что 1 моль любого газа при н.у. занимает объем равный 22,4 л, можно рассчитать количество вещества аммиака:

Из условия задания следует, что при образовании 0,025 моль (0,56 л) аммиака выделилось 1,15 кДж теплоты. В термохимическом же уравнении реакции фигурирует количество вещества аммиака равное 2 моль (коэффициент 2 перед NH₃) и при этом выделяется количество тепла, равное Q (тепловой эффект реакции). Таким образом, мы можем записать следующую пропорцию:

0,025 моль — 1,15 кДж

Следовательно справедливо уравнение:

0,025 ∙ Q = 2 ∙ 1,15 кДж

Решая которое находим, что:

Т.е. тепловой эффект реакции равен 92 кДж.

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

восстановили 464 г железной окалины. Какое количество теплоты при этом выделилось? (Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 2220

Пояснение:

Рассчитаем количество вещества железной окалины массой 464 г:

В соответствии с термохимическим уравнением реакции при восстановлении 3 моль Fe₃O₄ выделяется 3330 кДж теплоты. Пусть при восстановлении 2 моль Fe₃O₄ выделяется x кДж теплоты. Тогда можно составить следующую пропорцию:

Следовательно, справедливо уравнение:

Решая которое, получаем, что:

Таким образом, количество теплоты, выделившейся при восстановлении 464 г железной окалины составляет 2220 кДж.

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

выделилось 2406 кДж теплоты. Определите объем (н.у.) израсходованного кислорода. (Запишите число с точностью до десятых.)

Ответ: 134,4

Пояснение:

В соответствии с термохимическим уравнением реакции при реакции с метаном 2 моль кислорода выделяется 802 кДж. В нашем же случае выделилось 2406 кДж теплоты. Пусть количество вещества израсходованного при этом кислорода составляет x моль. Тогда можно записать пропорцию:

2 моль O₂ – 802 кДж

x моль O₂ – 2406 кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

2 ∙ 2406 = 802 ∙ x

Т.е. количество вещества кислорода составляет 6 моль. Найдем его объем:

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

получено 422,2 кДж теплоты. Какой объем (н.у.) кислорода при этом израсходован? (Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 24

Пояснение:

В соответствии с термохимическим уравнением при израсходовании на горение угля 1 моля кислорода выделяется 393 кДж теплоты. В нашем же случае выделяется 422,2 кДж. Пусть при выделении такого количества теплоты расходуется x моль кислорода. Тогда, мы можем записать пропорцию:

1 моль O₂ – 393 кДж

x моль O₂ – 422,2 кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

1 ∙ 422,2 = 393 ∙ x

Решая которое находим, что:

т.е. количество вещества израсходованного кислорода составляет 1,0743 моль. Рассчитаем его объем:

Какой объем (н.у.) кислорода потребуется для получения 5600 кДж теплоты в соответствии с термохимическим уравнением реакции

(Запишите число с точностью до десятых.)

Ответ: 268,8

Пояснение:

Исходя из термохимического уравнения:

6 моль O₂ — 2800 кДж теплоты

В нашем же случае должно выделиться 5600 кДж. Пусть количество вещества кислорода необходимое для выделения такого количества тепла составляет x моль. Тогда справедлива пропорция:

6 моль O₂ — 2800 кДж теплоты

x моль O₂ — 5600 кДж теплоты

Следовательно, верным является уравнение:

6 ∙ 5600 = 2800 ∙ x

Таким образом, количество вещества кислорода, которое должно принять участие в окислении глюкозы для выделения 5600 кДж теплоты, составляет 12 моль. Рассчитаем объем такого количества кислорода при н.у.:

При сжигании ацетилена в соответствии с термохимическим уравнением реакции

выделилось 186 кДж теплоты. Какой объем (н.у.) кислорода затрачен на сжигание ацетилена? (Запишите число с точностью до десятых.)

Ответ: 22,4

Пояснение:

Из термохимического уравнения реакции следует, что когда в реакции принимает участие 5 моль O₂ выделяется 930 кДж теплоты.

В нашем же случае выделяется 186 кДж теплоты. Пусть количество вещества кислорода, израсходованного при этом, составляет x моль. Тогда мы можем записать следующую пропорцию:

5 моль O₂ – 930 кДж

x моль O₂ – 186 кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

Решая которое находим, что:

Таким образом, количество вещества кислорода составляет 1 моль. Найдем его объем:

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

выделилось 2580 кДж теплоты. Определите количество вещества оксида азота(IV), вступившего в реакцию. (Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 40

Пояснение:

Из термохимического уравнения реакции следует, что когда в реакции принимает участие 4 моль NO₂ выделяется 258 кДж теплоты.

В нашем же случае выделяется 2580 кДж теплоты. Пусть количество вещества оксида азота (IV), прореагировавшего при этом, составляет x моль. Тогда мы можем записать следующую пропорцию:

4 моль NO₂ – 258 кДж

x моль NO₂ – 2580 кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

4 ∙ 2580 = x ∙ 258

Решая которое находим, что:

Таким образом, количество вещества оксида азота (IV) составляет 40 моль.

Определите объём газообразного продукта (в литрах), который получается при взаимодействии 1 л водорода с избытком хлора. Объёмы газов измерены при одинаковых условиях. (Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 2

Пояснение:

Запишем уравнение реакции взаимодействия водорода с хлором:

Одним из следствий закона Авогадро является то, что объемы прореагировавших и образовавшихся газов относятся друг к другу точно так же, как и коэффициенты перед этими газообразными веществами в уравнении реакции. Для газообразных водорода и хлороводорода, применительно к нашей реакции, мы можем записать что:

V(HCl) = V(H₂) ∙ k(HCl)/k(H₂) = 1 л ∙ 2/1 = 2 л

Определите количество теплоты, которое выделяется при окислении серы кислородом взятым в объёме 100,8 л (н.у.) в соответствии с термохимическим уравнением реакции

(Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 1341

Определите количество теплоты, которое выделится при обжиге 720 г FeS₂ согласно термохимическому уравнению реакции

(Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 4965

Вычислите количество выделившейся теплоты, если в реакцию вступает 3,5 моль кислорода в соответствии с термохимическим уравнением реакции

(Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 903

Какое количество теплоты выделится при взаимодействии 3,6 моль кремния с фтором в соответствии с термохимическим уравнением реакции

(Запишите число с точностью до целых.)

Ответ: 5814

В реакцию, термохимическое уравнение которой

вступило 88 г углекислого газа. Какое количество теплоты выделится при этом? (Запишите число с точностью до целых.)

По термохимическому уравнению fe3o4 4co определите

Как правильно рассчитать значение энергии Гиббса и тепловой эффект реакции

Рассчитаем значение энергии Гиббса для каждой реакции, получим:

Определение теплового эффекта реакции

Рассчитаем тепловой эффект реакции, используя следствие из закона Гесса, получим:

Термохимическое уравнение будет иметь вид:

Задания 28. Расчеты объемных отношений газов при химической реакции. Тепловой эффект.

Восстановление Fe3O4 оксидом углерода идет по уравнению: Fe3O4(к)+CO(г)= 3FeO(к) +CO2(г). Определите, при каких условиях возможно

Ваш ответ

решение вопроса

Похожие вопросы