Термохимическое уравнение горения бутана имеет

Термохимическое урав­не­ние сго­ра­ния бу­та­на имеет вид: 2C4H10+13O2=8CO2+10H2O+5300 Сколько теп­ло­ты (в кДж) вы­де­лит­ся при пол­ном сго­ра­нии 6,72 л (н.у.) бутана?

Ваш ответ

решение вопроса

Похожие вопросы

• Все категории
• экономические 43,299
• гуманитарные 33,622
• юридические 17,900
• школьный раздел 607,247
• разное 16,834

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.

Расчеты по термохимическим уравнениям реакций

Задача 1.5.
При сгорании 8,96 л (н.у.) бутана согласно термохимическому уравнению:
2С₄Н₁₀ + 13О₂ = 8СО₂ + 10Н₂О + 5757 кДж выделилось:
1) 1151,4 кДж; 2) 2302,8кДж; 3) 4605,6 кДж; 4) 575,7кДж.
Дано: объем ацетилена: V(С₄Н₁₀) = 8,96 л.
Найти: количество выделившейся теплоты.
Р е ш е н и е:
Для выбора верного ответа удобнее всего провести расчет искомой в задаче величины и сравнить ее с предлагаемыми вариантами. Расчет по термохимическому уравнению ничем не отличается от расчета по обычному уравнению реакции. Над реакцией мы указываем данные в условии и искомые величины, под реакцией — их соотношения согласно коэффициентам. Теплота представляет собой один из продуктов, поэтому ее числовое значение мы рассматриваем как коэффициент.

8,96 л бутана дают х кДж (по условию)
44,8 л бутана дают 5757 кДж (по уравнению)

Сравнивая полученный ответ с предложенными вариантами, видим, что подходит ответ № 1.

Ответ: № 1.

Задача 1.6
При полном сгорании некоторого количества бутена выделилось 541,4 кДж. При этом согласно термохимическому уравнению:
2С₄Н₈ + 12О₂ = 8СО₂ + 8Н₂О + 5414 кДж объем образовавшегося СО₂ (н.у.) составил:
1) 4,48 л; 2) 8,96 л; .3) 17,92 л; 4) 22,4 л.
Дано: Количество выделившейся теплоты: Q = 541,4 кДж.
Найти: объем углекислого газа (н.у.): V (CO2) = ?
Р е ш е н и е :
Для выбора верного ответа удобнее всего провести расчет искомой в задаче величины и сравнить ее с предлагаемыми вариантами. Расчет по термохимическому уравнению ничем не отличается от расчета по обычному уравнению реакции. Над реакцией мы указываем данные в условии и искомые величины, под реакцией — их соотношения согласно коэффициентам. Теплота представляет собой один из продуктов, поэтому ее числовое значение мы рассматриваем как коэффициент.

Для вычисления объема углекислого газа составляем пропорцию:

х л бутена дают 444 кДж (по условию)
179,2 л бутана дают 5414 кДж (по уравнению)

Сравнивая полученный ответ с предложенными вариантами, видим, что подходит ответ № 3.

Ответ: V(CO₂) = 17,92л.

Задача 1.7
При сгорании порции пропана выделилось 444 кДж теплоты. Согласно термохимическому уравнению:
С3Н₈ + 50₂ = ЗСО₂ + 4Н₂О + 2220 кДж, объем (н.у.) затраченного кислорода равен:
1)44,8 л; 2) 17,92 л; 3) 22,4 л; 4) 11,2 л.
Дано: Количество выделившейся теплоты: Q = 444 кДж.
Найти: объем углекислого газа (н.у.): V (O₂) = ?
Р е ш е н и е :
Для выбора верного ответа удобнее всего провести расчет искомой в задаче величины и сравнить ее с предлагаемыми вариантами. Расчет по термохимическому уравнению ничем не отличается от расчета по обычному уравнению реакции. Над реакцией мы указываем данные в условии и искомые величины, под реакцией — их соотношения согласно коэффициентам. Теплота представляет собой один из продуктов, поэтому ее числовое значение мы рассматриваем как коэффициент.

Для вычисления объема углекислого газа составляем пропорцию:
х моль кислорода требуется для получения 444 кДж (по условию)
5 моль кислорода требуется для получения 2220 кДж (по уравнению)

Сравнивая полученный ответ с предложенными вариантами, видим, что подходит ответ № 3.

Ответ: V(O₂) = 22,4л.

Напишите термохимические уравнения реакций, тепловой эффект которых является теплотой образования всех реагентов заданной химической реакции.

Образцы выполнения с/р2

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА. РАВНОВЕСИЕ. КИНЕТИКА.

ЗАДАЧА 1. Теплота сгорания топлива.

Имеем газовую топливную смесь: 50%СН₄ + 50%С₄Н₁₀.

Суммарный объем V=1000 л=1м 3 .

Напишите химические уравнения реакций горения газовых составляющих заданной топливной смеси.

Реакция горения метана:

Реакция горения бутана:

Энтальпия Δ _r Н 0 ₂₉₈ этих химических реакций является теплотой сгорания газового топлива ΔН 0 _сг.

2. Рассчитайте, сколько теплоты можно получить при сжигании заданного объема топливной смеси заданного состава (объемные %), условия считать нормальными.

С использованием закона Гесса рассчитаем теплоту сгорания газового топлива ΔН 0 _сг при стандартном состоянии и 298 К, используя табличные данные (см. приложение, табл. ) теплоты образования всех веществ, участвующих в реакции горения (Δ_f Н 0 ₂₉₈):

= — 393,62 + 2 . (-285,84) – (-74,78) — 0 = -802,28 кДж/моль.

= 4 . (- 393,62) + 5 . (-285,84) – (-126,15) — 0 = -2877,53 кДж/моль.

Удельная теплота сгорания Q_Т газового топлива:

где 22,4 л/моль – молярный объем газа при н.у.

Q_{T, СН4}= — ( -802,28 . 1000 / 22,4) =35816 кДж/м 3 .

Q_{T, С4Н10}= — ( -2877,53 . 1000 / 22,4) =128461 кДж/м 3 .

Суммарное количество теплоты, полученное при сгорании данной топливной смеси с учетом объемов газов:

=35816 . (1 . 0,5)+128461 . (1 . 0,5) =82138,5 кДж.

3. Из заданной топливной смеси выберите наиболее энергоэффективное топливо. Рассчитайте удельную теплоту сгорания этого топлива Q_T, кДж/м 3 . Рассчитайте минимальный объем этого топлива для получения 100 МДж теплоты.

Наиболее энергоэффективное топливо в данной топливной смеси – бутан, удельная теплота сгорания Q_{T, С4Н10} = 128461 кДж/м 3 .

Для получения 100 МДж теплоты необходимо сжечь:

V_С4Н10 = Q/ Q_{T, С4Н10} =100000/128461=0,778 м 3 = 778 л.

ЗАДАЧА 2. Химическая термодинамика.

Напишите термохимические уравнения реакций, тепловой эффект которых является теплотой образования всех реагентов заданной химической реакции.

Для химической реакции

Вещество C_(к) – простое, устойчивое при 298 К и давлении 100 кПа, энтальпия его образования DH 0 _f,298, = 0.

Термохимические уравнения реакций, тепловой эффект которых является теплотой образования реагентов заданной химической реакции СO_{2 (г)} и CО_(г) :

2. Рассчитайте величины энтальпии D_r H 0 ₂₉₈ , энтропии D_r S 0 ₂₉₈ заданной химической реакции (п.1. табл. к задачам 1, 2) при стандартном состоянии (с.с.) всех реагентов и температуре 298 К. Сделайте вывод о тепловом эффекте реакции.

По табличным данным (см. табл. ) запишем термодинамические функции состояния реагентов заданной химической реакции при стандартном состоянии и 298 К

С использованием закона Гесса рассчитаем энтальпию Δ_rН 0 ₂₉₈, энтропию ∆_rS 0 ₂₉₈и энергию Гиббса Δ_r G 0 ₂₉₈ химической реакции при стандартном состоянии и 298 К:

= 2(-110,5) – 0 – (-393,5) = 172,5 кДж.

Δ_r Н 0 ₂₉₈ >0 — реакция эндотермическая, идет с поглощением теплоты.

= 175,66 Дж/К.

∆_rS 0 ₂₉₈>0 – система стала более неупорядоченной вследствие образования дополнительного количества газа.

3. Рассчитайте величину энергии Гиббса D_rG 0 ₂₉₈ заданной химической реакции (п.1. табл. к задачам 1, 2) при стандартном состоянии (с.с.) всех реагентов и температуре 298 К. Определите, в каком направлении будет самопроизвольно протекать данная реакция при стандартном состоянии всех реагентов и температуре 298 К.

= 2(-137,14) – 0 – (-394,38) = 120,15 кДж.

Δ_rG 0 ₂₉₈ >0 – самопроизвольное протекание реакции в прямом направлении при стандартном состоянии и 298 К невозможно. Реакция протекает в обратном направлении.

4. Определите область температур, при которых возможно самопроизвольное протекание прямой реакции при стандартном состоянии всех реагентов без учета зависимости D_r H 0 и D_r S 0 от температуры. Постройте график зависимости энергии Гиббса реакции от температуры D_rG 0 = f (Т ).

Возможность самопроизвольного протекания реакции при стандартном состоянии определяется неравенством ∆_r G 0 _T 0 _T = ∆_r H 0 ₂₉₈ + ∆_r с 0 _pdT — Т∆_r S 0 ₂₉₈ — Т ∆_r с 0 _p/T)dT 0 и ∆_rS 0 не зависят от температуры:

298 982 2300Т

С учетом температурных интервалов существования реагентов температурная область самопроизвольного протекания реакции при стандартном состоянии 982 0 _Т + RTln .

Рассчитаем Δ_r G₂₉₈ при 298 К и давлениях газов: р_СО = 2 . 10 3 Па,

Относительные парциальные давления газов:

_СО= 2 . 10 3 Па/10 5 Па = 0,02; _СО2 = 8 . 10 5 Па/10 5 Па = 8.

Δ_rG₂₉₈ >0 – самопроизвольное протекание реакции в прямом направлении при заданных парциальных давлениях газов и 298 К невозможно. Реакция протекает в обратном направлении.

6. Определите, как нужно (теоретически) изменить парциальное давление любого из исходных газов (р_А или р_В) для изменения направления протекания процесса по сравнению со стандартным состоянием при 298 К и стандартном парциальном давлении всех других компонентов химической реакции.

При стандартном состоянии и 298 К возможно самопроизвольное протекание реакции в обратном направлении, т.к. Δ_rG 0 ₂₉₈ >0.

Для изменения направления протекания процесса по сравнению состандартным состояниемпри 298 К можно изменить парциальное давление СО₂ , (состояние всех других компонентов стандартное). Условием самопроизвольного протекания реакции в прямом направлении является Δ_rG₂₉₈ 0 _Т + RTln . 10 -3. 298 ln -21 .

Таким образом, для изменения направления протекания процесса по сравнению состандартным состояниемпри 298 К и давлении р_СО = 10 5 Па нужно увеличить парциальное давление СО₂ в 10 5 раз, т.е. парциальное давление СО₂ должно быть: р_СО2 > 10 25 Па.

При таком давлении СО₂ заданная химическая реакция может самопроизвольно протекать в прямом направлении при 298 К.