Стандартні теплоти (ентальпії) утворення деяких речовин
Рішення. Теплотою утворення (ентальпією) даної сполуки називають тепловий ефект реакції утворення 1 моль цієї сполуки з простих речовин, узятих у їх стійкому стані за даних умов. Звичайно теплоти утворення відносять до стандартного стану, тобто 25 °С (298 K) і 1,013 × 105 Па, і позначають через ΔH0298. Оскільки тепловий ефект із температурою змінюється незначно, то тут і надалі індекси опускаються і тепловий ефект позначається через ΔH . Отже, потрібно обчислити тепловий ефект реакції, термохімічне рівняння якої має вигляд: 2С(графіт) + 3Н2(г) = С2Н6(г); ΔH = ? виходячи з наступних даних: а) С2Н6(г) +31/2О2(г) = 2С2(г) +3Н2О(р); ΔH = –1559,87кДж; б) С(графіт) + О2(г) = СO2(г); ΔH = –393,51кДж; в) Н2(г) + 1/2 О2 = Н2О(р); ΔH = –285,84кДж. На основі закону Гесса з термохімічними рівняннями можна оперувати так само, як і з алгебраїчними. Для одержання шуканого результату треба рівняння (б) помножити на 2, рівняння (в) – на 3, а потім суму цих рівнянь відняти з рівняння (а): С2Н6 + 31/2О2 – 2С – 2O2 – 3 Н2 – 31/2 О2 = 2С2 + 3Н2О – 2С2 – 3Н2О С2Н6 = 2С + 3H2; ΔH = –1559,87 – 2(–393,51) – 3 (–285,84) = +84,67кДж; Оскільки теплота утворення дорівнює теплоті розкладання зі зворотним знаком, то ΔH(С2Н6) = – 84,67кДж. До того ж результату прийдемо, якщо для рішення задачі застосувати висновок із закону Гесса: ΔΗх.р. = 2ΔH(СО2) + 3ΔH(Н2О) –ΔH(С2Н6) – 31/2 ΔH(О2) З огляду на, що теплоти утворення простих речовин умовно прийняті рівними нулеві: ΔH(С2Н6) = 2ΔH(СО2) + 3ΔH(Н2О) – ΔΗх.р. ΔH(С2Н6) = 2(–393,51) + 3(–285,84) + 1559,87 = –84,67кДж ΔH(С2Н6) = –84,67кДж Приклад З. Реакція горіння етилового спирту виражається термохімічним рівнянням : С2Н5ОН(р) + 3О2 (г) = 2СО2(г) +3Н2О(р); ΔH = ? Обчислить тепловий ефект реакції, якщо відомо, що мольна (молярна) теплота пароутворення С2Н5ОН(р) дорівнює +42,36кДж і відомі теплоти утворення: С2Н5ОН(г); СО2(г); ЗН2О(р) (див. табл.). Рішення. Для визначення ΔH реакції необхідно знати теплоту утворення С2Н5ОН(р). Останню знаходимо з даних: С2Н5ОН(р) = С2Н5ОН(г); ΔH = +42,36кДж. 42,36 = –235,31 – ΔH(С2Н5ОН(р)); ΔH(С2Н5ОН(р)) = –235,31 – 42,36 = –277,67кДж. Обчислюємо ΔH реакції, застосовуючи наслідок з закону Гесса: ΔHх.р. = 2(–393,51) + 3(–285,84) + 277,67 = –1366,87кДж. Контрольні питання 81. Обчислить, яка кількість теплоти виділяється при відновленні Fe2O3 металевим алюмінієм, якщо було отримано 335,1 г заліза. Відповідь: 2543,1кДж. 82. Газоподібний етиловий спирт С2Н5ОН можна одержати при взаємодії етилену С2Н4 (г) і водяної пари. Напишіть термохімічне рівняння цієї реакції, обчисливши її тепловий ефект. Відповідь: – 45,76кДж. 83. Обчислить тепловий ефект реакції відновлення оксиду заліза (II) воднем, виходячи з наступних термохімічних рівнянь: Fe(к) + CO(г) = Fe(к) + CO2(г); ΔH = –13,18кДж. CO(г) + 1/2О2(г) = CO2(г); ΔH = –283,0кДж. Н2(г) + 1/2О2(г) = Н2O(г); ΔH = –241,83кДж. Відповідь: +27,99кДж. 84. При взаємодії газоподібних сірководню і двооксиду вуглецю утворюються пари води і сірковуглецю CS2(г). Напишіть термохімічне рівняння цієї реакції, обчисливши її тепловий ефект. Відповідь: + 65,43кДж. 85. Напишіть термохімічне рівняння реакції між CO(г) і воднем, в результаті якої утворяться СН4(г) і Н2О(г). Скільки теплоти виділиться при цій реакції, якщо було отримано 67,2дм3 метану в перерахуванні на нормальні умови? Відповідь: +618,48кДж. 86. Тепловий ефект якої реакції дорівнює теплоті утворення NO? Обчислить теплоту утворення NO, виходячи з наступних термохімічних рівнянь: 4NH3(г) + 5О2(г) = 4NO(г) + 6Н2О(р); ΔН = –1168,80кДж. 4NH3(г) + 3О2(г) = 2N2(г) + 6Н2О(р); ΔН = –1530,28кДж. Відповідь: 90,37кДж. 87. Кристалічний хлорид амонію утворюється при взаємодії газоподібних аміаку і хлориду водню. Напишіть термохімічне рівняння цієї реакції, обчисливши її тепловий ефект. Скільки теплоти виділиться, якщо в реакції було витрачено 10дм3 аміаку в перерахуванні на н.у.? Відповідь: 78,97кДж. 88. Тепловий ефект якої реакції дорівнює теплоті утворення метану? Обчислить теплоту утворення метану, виходячи з наступних термохімічних рівнянь: H2(г) + 1/2О2(г) = Н2О(р); ΔН = – 285,84кДж. С(к) + О2(г) = СО2(г); ΔН = – 393,51кДж. СH4(г) + 2О2(г) = 2Н2О(р) + СО2(г); ΔН = – 890,31кДж. Відповідь: –74,88кДж. 89. Тепловий ефект якої реакції дорівнює теплоті утворення гідроксиду кальцію? Обчислить теплоту утворення гідроксиду кальцію, виходячи з наступних термохімічних рівнянь: Са(к) + 1/2О2(г) = СаО(к); ΔН = – 635,60кДж. Н2(г) + 1/2О2(г) = Н2О(р); ΔН = – 285,84кДж. СаО(к) + Н2О(р) = Са(ОН)2(к); ΔН = – 65,06кДж. Відповідь: –986,50кДж. 90. Тепловий ефект реакції згоряння рідкого бензолу з утворенням пари води і двооксиду вуглецю дорівнює –3135,58кДж. Складіть термохімічне рівняння цієї реакції й обчислить теплоту утворення С6Н6(р). Відповідь: +49,03кДж. 91. Обчислить, скільки теплоти виділиться при згорянні 16,5дм3 (н.у.) ацетилену С2Н2, якщо продуктами згоряння є двооксид вуглецю і пари води? Відповідь: 925,34кДж. 92. При згорянні газоподібного аміаку утворюються пари води й оксид азоту. Скільки теплоти виділиться при цій реакції, якщо було отримано 44,8дм3 NO у перерахуванні на н.у.? Відповідь: 452,37кДж. 93. Реакція горіння метилового спирту виражається термохімічним рівнянням: СН3 ОН(р) + 3/2О2(г) = СО2(г) + 2Н2О(р); ΔН = ? Обчислить тепловий ефект цієї реакції, якщо відомо, що мольна теплота пароутворення СН3ОН(р) дорівнює +37,4кДж. Відповідь: –726,62кДж. 94. При згорянні 11,5 г рідкого етилового спирту виділилося 308,71кДж теплоти. Напишіть термохімічне рівняння реакції, у результаті якої утворяться пари води і двооксид вуглецю. Обчислить теплоту утворення С2Н5ОН(р). Відповідь: –277,67кДж/моль. 95. Реакція горіння бензолу виражається термохімічним рівнянням: С6Н6(р) + 71/2О2(г) = 6СО2(г) + 3Н2О(г); ΔН = ? Обчислить тепловий ефект цієї реакції, якщо відомо, що мольна теплота пароутворення бензолу дорівнює +33,9кДж. Відповідь: –3135,58кДж. 96. Обчислить тепловий ефект і напишіть термохімічне рівняння реакції горіння 1 моль етану С2Н6(г), у результаті якої утворюються пари води і двооксид вуглецю. Скільки теплоти виділяється при згорянні 1м3 етану в перерахуванні на н.у.? Відповідь: 63742,86кДж. 97. Реакція горіння аміаку виражається термохімічним рівнянням: 4NН3(г) + 3О2(г) = 2N2(г) + 6Н2О(р); ΔН = –1530,28кДж. Обчислить теплоту утворення NH3(г). Відповідь: – 46,19кДж/моль. 98. При взаємодії 6,3г заліза із сіркою виділилося 11,31кДж теплоти. Обчислить теплоту утворення сульфіду заліза Fe. Відповідь: – 102,81кДж/моль. 99. При згорянні 1дм3 ацетилену (н.у.) виділяється 56,053кДж теплоти. Напишіть термохімічне рівняння реакції, у результаті якої утворюються пари води і двооксид вуглецю. Обчислить теплоту утворення С2Н2(г). Відповідь 226,75кДж/моль. 100. При одержанні еквівалентної маси гідроксиду кальцію із СаО (к) і Н2О (р) виділяється 32,53кДж теплоти. Напишіть термохімічне рівняння цієї реакції й обчислить теплоту утворення оксиду кальцію. Відповідь: –635,6кДж.
Рекомендуемые страницы: |