Задачи на тепловой эффект химической реакции 9 класс – Задачи на тепловой эффект химической реакции с решением

Решение задач по тепловому эффекту и термохимическим уравнениям.

Просмотр содержимого документа
«Решение задач по тепловому эффекту и термохимическим уравнениям.»

предмет: химия Класс: 8 «Д,Е,Ж» Дата:

Учитель: Сайлиханова М.Б.

Тема: Решение задач по тепловому эффекту.

Цель урока:

Создать условия для активизации познавательной деятельности обучающихся через выполнение творческих заданий и решение проблемных задач; Способствовать развитию умений работать в группе через организацию соревновательного духа в ходе занятия; Изучить определять тип химических реакций по тепловому эффекту; составлять уравнения реакций; проводить вычисления теплового эффекта химической реакции; использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни; Продолжить работу по формированию коммуникативной, информационной, общекультурной компетенций у обучающихся.)

Ожидаемый результат

Все учащиеся должны уметь:

закон сохранения энергии; 
* термины: тепловой эффект химической реакции, экзотермические и эндотермические реакции, термохимическое уравнение. 
Большинство учащихся должны уметь: определять тип химических реакций по тепловому эффекту;  составлять уравнения реакций;  проводить вычисления теплового эффекта химической реакции. 

Некоторые учащиеся должны уметь: Понимать причину появления теплового эффекта химической реакции; использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни  

Языковые цели

Учащиеся могут использовать новые термины. Специальная  лексика и терминология по предмету: Терминология: тепловой эффект, термохимическое уравнение;

Деятельность учителя

Деятельность обучающихся

3 мин.

I. Организационный момент. Приветствует учеников, проверяет готовность к уроку, желает  успеха.

Ученики осмысливают поставленную цель.

5 мин.

II. Мотивация к изучению нового.

Фронтальный опрос по ранее изученной теме «Аллотропия кислорода. Озон и значение озонового слоя Земли»

1.Дайте определение аллотропия?

2.Каковы физические свойства кислорода?

3.Каковы физические свойства озона?

4.Назовите валентность кислорода?

5.В состав каких веществ входит элемент  кислород?

6.Где в природе находится кислород и озон как простое вещество?

7.Перечислите физические свойства кислорода.

8.Перечислите химические свойства озона.

9.Дайте определение тепловому эффекту?

У доски двое учащихся выполняют работу по карточкам.

Карточка №1.

Закончить уравнения реакций. Указать условия их протекания.

Са + О2 

Mg + O2 →

Аg + O3 →

S + O2 →

Карточка №2. Составьте химические формулы следующих оксидов:

NaO, CaO, AlO, CO, SO, NO, ClO.

Ученики отвечают на вопросы учителя.

20 мин.

III. Актуализация знаний

Решение задач  по термохимическим уравнениям реакций.

Алгоритм решения:

а) Прочитать внимательно задачу.

б) Составить термохимическое уравнение.

в) Перенести данные из условия в уравнение.

г) Найти по уравнению массу или количество вещества.

д) Составить и решить пропорцию.

е) Записать ответ.

Задача 1. Определите количество теплоты, которое выделится при образовании 120 г MgO  в результате реакции горения магния, с помощью термохимического уравнения.

 2 Mg + O2   = 2MgO + 1204  кДж

Дано:

m (Mg0) = 120г

Найти:

Q1 -?

Решение:1) Определяем количества оксида магния, используя формулу для нахождения количества вещества через массу.  n = m /

n(MgO) = 120г/ 40 г/моль = 3 моль

 2) Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции

По уравнению   2 моля MgO -  1204 кДж

По условию        3 моля MqO -  Q1

 

 

3 моль* 1204кДж

 

Q1

=

-----------------------

= 1803 кДж

 

 

2моль

 

Ответ: При образовании 120г  оксида магния выделится 1803 кДж энергии.

Учитель раздает карточки и работают по группам.

Задача 2. В результате реакции, термохимическое уравнение которой  2 C2H2+ 5O2   = 4CO2 +2H2O + 2610  кДж 

выделилось 652,5 кДж теплоты. Определите массу сгоревшего ацетилена.

 Дано:

Q1 = 652,5 кДж

Найти:

m(C2H2)-?

Решение:1.Установим пропорциональные отношения между количеством вещества ацетилена и количеством теплоты.

По уравнению   2 моль C2H2_----------  2610 кДж

По условию        х моль        ----------  652,5 кДж

 Решаем пропорцию  

 

 

2 моль* 652,5кДж

 

Х

=

-----------------------

= 0,5 моль

 

 

2610 кДж

 

 2) Определяем массу ацетилена по  формуле  m= n * M

m = 0,5 моль * 26 г/моль = 13 г.

 Ответ: масса сгоревшего ацетилена 13 г.

 Задача 3.  В результате горения 48 г метана выделилось 2406 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.

 Дано:

m(CH4)= 48г

Q1 = 2406 кДж

Найти:

Q-?

 

Решение: 1. Запишем уравнение реакции горения метана в общем виде

 CH4+ 2O2   = CO2 +2H2O + Q

 2. Определим количество  48 г  метана

 n = m / M  n(CH4) = 48г/ 16 г/моль = 3 моль

 3. Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции

 По условию            3моля CH4    -  2406 кДж

По уравнению        1 моль CH4    -    Q

 Решаем пропорцию

  

 

1 моль* 2406 кДж

 

х

=

-----------------------

= 802 кДж

 

 

3 моля

 

 Ответ:  термохимическое уравнение реакции горения метана

 CH4+ 2O2   = CO2 +2H2O + 802 кДж

 Задача 4. Какой объем кислорода (при н.у.) выделится в результате реакции, термохимическое уравнение которой

 2KClO3 = 2KCl + 3O2 – 91 кДж, если на разложение бертолетовой  соли было  затрачено 182 кДж теплоты

 Дано:

Q1 = 91 кДж

 Найти:

V (O2)-?

Решение:1)Установим пропорциональные отношения между количеством вещества кислорода и количеством теплоты.

 По уравнению   3 моль O2    ----------  91 кДж

По условию        х моль        ----------  182 кДж

 Решаем пропорцию

  

 

3 моль* 182 кДж

 

х

=

-----------------------

= 6 моль

 

 

91 кДж

 

2) Вычислим  объем кислорода, согласно закону Авогадро

 (Vm = 22б4 л.моль)             V = n * Vm

 V(O

2) =  6 моль * 22,4 л/моль =  134,4 л

  Ответ: объем выделившегося кислорода равен 134,4 л.

Ученики выполняют задание.

Ученики решают задачи.

10 мин.

Полученные знания систематизируют, оформляя таблицу.

Учащиеся отвечают на вопросы учителя.

1.Что происходит с энергией при химических реакциях?

2.Что мы можем наблюдать при выделении энергии (теплоты)?

3.Как называются реакции, идущие с выделением теплоты?

4.Что мы можем наблюдать при поглощении энергии (теплоты)?

5.Как называются реакции, идущие с поглощением теплоты?

6.Как называется теплота (энергия) образующаяся при химических реакциях?

1.По термохимическому уравнению  H2+ Cl2   = 2HCl + 184,36 кДж  рассчитайте, какой объем затрачен  на образование  хлороводорода (при н.у.), если при этом выделилось 921,8 кДж теплоты.

2.Тепловой эффект реакции горения серы равен 297 кДж. Какая  масса серы сгорела, если выделилось 742,5 кДж теплоты.

Полученные знания систематизируют, решая самостоятельно задачу.

5 мин.

V. Итог урока. Этап рефлексии. Кратко написать самое важное, что уяснил с урока с пожеланиями соседу по парте и отправить. - Чему научил вас урок? - Какое впечатление осталось у вас от урока?

Оценивают работу своих одноклассников, пишут телеграммы.

2 мин.

VI. Домашнее задание. 36, задача6

Записывают домашнюю работу в дневниках.

Карточка №1

Закончить уравнения реакций. Указать условия их протекания.

Са + О2 

Mg + O2 →

Карточка №2

Закончить уравнения реакций. Указать условия их протекания.

Аg + O3 →

S + O2 →

Карточка №2.

Составьте химические формулы следующих оксидов:

NaO, CaO, AlO,

Карточка №2.

Составьте химические формулы следующих оксидов:

CO, SO, NO, ClO

Задача 1.  Определите количество теплоты, которое выделится при образовании 120 г MgO  в результате реакции горения магния, с помощью термохимического уравнения.

 2 Mg + O2   = 2MgO + 1204  кДж

Задача 2. В результате реакции, термохимическое уравнение которой  2 C2H2+ 5O2   = 4CO2 +2H2O + 2610  кДж 

выделилось 652,5 кДж теплоты. Определите массу сгоревшего ацетилена.

Задача 3.  В результате горения 48 г метана выделилось 2406 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.

Задача 4. Какой объем кислорода (при н.у.) выделится в результате реакции, термохимическое уравнение которой

 2KClO3 = 2KCl + 3O2 – 91 кДж, если на разложение бертолетовой  соли было  затрачено 182 кДж теплоты

Задача 5. По термохимическому уравнению  H2+ Cl2   = 2HCl + 184,36 кДж  рассчитайте, какой объем затрачен  на образование  хлороводорода (при н.у.), если при этом выделилось 921,8 кДж теплоты.

Задача 6. Тепловой эффект реакции горения серы равен 297 кДж. Какая  масса серы сгорела, если выделилось 742,5 кДж теплоты.

multiurok.ru

Материал для подготовки к ЕГЭ (ГИА) по химии (9, 11 класс) на тему: Расчеты по термохимическим уравнениям реакций

Решение задач на нахождение теплового эффекта

 химической реакции.

  1. При сжигании 4,35л метана выделилось 173 кДж теплоты. Чему равен тепловой эффект данной реакции.      Ch5 + 2O2 = CO2 + 2h3O + Q
  2.  При окислении 1г глюкозы выделилось 15,64 кДж теплоты. Определить тепловой эффект реакции.    C6h22O6 + 6O2 = 6CO2 + 6h3O + Q
  3. Термохимическое уравнение реакции горения магния  

2Mg + O2 = 2MgO + 1127 кДж. Сколько теплоты выделится при сгорании 2,4г магния.

  1. При сжигании 2л ацетилена выделилось 116,0 кДж теплоты. Найдите тепловой эффект данной реакции. 2C2h3 + 5O2 = 4CO2 + 2h3O + Q
  2. Термохимическое уравнение реакции   Ch5 + 2O2 = CO2 + 2h3O + 880 кДж

Вычислите количество теплоты, которое выделиться при сжигании 112л метана.

  1. Термохимическое уравнение реакции разложения карбоната кальция

CaCO3 = CaO + CO2 – 178 кДж.  Вычислите количество теплоты, которое необходимо затратить для разложения 20г карбоната кальция.

  1. Термохимическое уравнение реакции горения сероводорода  

2h3S + 3O2 = 2SO2 + 2h3O + 1166 кДж. Сколько теплоты выделится при сгорании 11,2л сероводорода.

  1.  При сжигании 5,6 л метана выделилось 223,0 кДж теплоты. Определите тепловой эффект данной реакции.      Ch5 + 2O2 = CO2 + 2h3O + Q.
  2. При сжигании 1,0г серы выделилось 9,3 кДж теплоты. Определите тепловой эффект данной реакции.      S + O2 = SO2 + Q.
  3.   Термохимическое уравнение реакции сгорания ацетилена

 2C2h3 + 5O2 = 4CO2 + 2h3O + 2610 кДж. Сколько теплоты выделяется при сгорании ацетилена объемом 1,12л?

  1.   Термохимическое уравнение горения этилена

C2h5 + 3O2 = 2CO2 + 2h3O + 1140 кДж. Какой объем этилена нужно сжечь, чтобы получить 70 кДж теплоты?

  1.   В результате сгорания ацетилена объемом 1,12л выделилось 65,25 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение реакции.

             2C2h3 + 5O2 = 4CO2 + 2h3O + Q.

13.  Термохимическое уравнение горения этилена

C2h5 + 3O2 = 2CO2 + 2h3O + 1400 кДж. Какое количество теплоты выделится при сгорании 44,8л этилена?

  1.   Термохимическое уравнение горения угарного газа  2CO + O2 = 2CO2 + 566 кДж.

Какой объем угарного газа должен сгореть, чтобы выделилось 152 кДж теплоты.

nsportal.ru

Тепловой эффект химических реакций. Эндо- и экзо-термические реакции. Решение задач.

Урок № 38 (5) Предмет химия класс 8 (а,б,в), дата 25.01.17

Тема урока: Тепловой эффект химических реакций. Эндо- иэкзо-термические реакции. Решение задач.

Цели урока: Дать учащимся понятия « поглощение теплоты», « выделение теплоты», « энергия», « эндо – и экзотермические реакции», « тепловой эффект химической реакции».

Обучающая: Научить учащихся решать задачи по термохимическим уравнениям реакций.; 

Развивающая: способствовать развитию у учащихся логического мышления, умения анализировать и сравнивать, работать с дополнительной информацией; 

Воспитывающая: продолжать воспитывать интерес к предмету, умение работать в коллективе, бережное отношение к природе (атмосфере).

Тип урока: комбинированный

Форма проведения: лекция, самостоятельная работа.

Методы : словесный, проблема, практический, объяснително-иллюстрационный,

Оборудование урока: учебные таблицы.

Ход урока:

  1. Организационный момент:

приветствие, перекличка, рабочий настрой, мотивационный аспект начала урока.

2. Актуализация опорных знаний (Мобилизующее начало урока):

1. Рассказать о термохимических реакциях?

2.какие реакции называют эндотермическими?

3. какие реакции называют экзотермическими?

  1. Основной этап урока (Познавательно-операционная часть урока):

Термохимические уравнения включают в себя кроме химических формул тепловой эффект реакции. Числовое значение в уравнении реакции строго соответствует количествам веществ, участников реакции, т.е.  коэффициентам. Благодаря этому соответствию, можно установить пропорциональные отношения между количеством вещества или массой и количеством теплоты в этой реакции.

 

Например:  Термохимическое уравнение разложения малахита

 

(CuOH)2 CO3   =      2CuO + H 2 O  + CO 2 - 47 кДж

 

Мы видим, что на разложение 1 моля малахита необходимо израсходовать 47 кДж, при этом образуется 2 моля оксида меди, 1 моль воды и 1 моль углекислого газа. Если мы затратим энергии в 2 раза больше, мы сумеем разложить 2 моля малахита, при этом получим 4 моля оксида меди, 2 моля воды и 2 моля углекислого газа.

Аналогично можно установить пропорциональные отношения,  используя коэффициенты и молярные массы участников реакции.  47 кДж энергии затратится на разложение 94 г малахита, при этом выделится 160 г оксида меди, 18 г воды и 44 г углекислого газа. Пропорция несложная, но,  используя массовые числа, учащиеся часто допускают расчетные ошибки, поэтому я рекомендую решать задачи с пропорциями через количество вещества.

 

Решим задачи:

 

Задача 1. Определите количество теплоты, которое выделится при образовании 120 г MgO  в результате реакции горения магния, с помощью термохимического уравнения.

 

2 Mq + O2   = 2MqO + 1204  кДж

 

Q1 -?

Решение:

1) Определяем количества оксида магния, используя формулу для нахождения количества вещества через массу. 

 

n = m / M 

n(MqO) = 120г/ 40 г/моль = 3 моль

 

2) Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции

По уравнению   2 моля MqO -  1204 кДж

По условию        3 моля MqO -  Q1

 

Отсюда

 

3 моль* 1204кДж

 

Q1

=

-----------------------

= 1803 кДж

 

 

2моль

 

 

Ответ: При образовании 120г  оксида магния выделится 1803 кДж энергии.

 

 

 

 

Задача 2. В результате реакции, термохимическое уравнение которой 

 

2 C2H2+ 5O2   = 4CO2 +2H2O + 2610  кДж

 

выделилось 652,5 кДж теплоты. Определите массу сгоревшего ацетилена.

 

 

m(C2H2)-?

Решение:

 

1) Установим пропорциональные отношения между количеством вещества ацетилена и количеством теплоты.

По уравнению   2 моль C2H2_----------  2610 кДж

По условию        х моль        ----------  652,5 кДж

 

Решаем пропорцию

 

 

2 моль* 652,5кДж

 

х

=

-----------------------

= 0,5 моль

 

 

2610 кДж

 

 

 

2) Определяем массу ацетилена по  формуле  m= n * M

m = 0,5 моль * 26 г/моль = 13 г.

 

Ответ: масса сгоревшего ацетилена 13 г.

 

 

Задача 3.  В результате горения 48 г метана выделилось 2406 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.

 

Q -?

 

Решение:

1. Запишем уравнение реакции горения метана в общем виде

 

 CH4+ 2O2   = CO2 +2H2O + Q

 

2. Определим количество  48 г  метана

 

n = m / M 

n(CH4) = 48г/ 16 г/моль = 3 моль

 

3. Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции

 

По условию            3моля CH4    -  2406 кДж

По уравнению        1 моль CH4    -    Q

 

Решаем пропорцию

 

 

1 моль* 2406 кДж

 

х

=

-----------------------

= 802 кДж

 

 

3 моля

 

 

 

Ответ:  термохимическое уравнение реакции горения метана

 

 CH4+ 2O2   = CO2 +2H2O + 802 кДж

 

 

Задача 4. Какой объем кислорода (при н.у.) выделится в результате реакции, термохимическое уравнение которой

 

2KClO3 = 2KCl + 3O2 – 91 кДж,

 

если на разложение бертолетовой  соли было  затрачено 182 кДж теплоты.

 

V (O2)-?

Решение:

 

1)Установим пропорциональные отношения между количеством вещества кислорода и количеством теплоты.

 

По уравнению   3 моль O2    ----------  91 кДж

По условию        х моль        ----------  182 кДж

 

Решаем пропорцию

 

 

3 моль* 182 кДж

 

х

=

-----------------------

= 6 моль

 

 

91 кДж

 

 

2) Вычислим  объем кислорода, согласно закону Авогадро

 (Vm = 22б4 л.моль)             V = n * Vm

 

V(O2) =  6 моль * 22,4 л/моль =  134,4 л

 

 

Ответ: объем выделившегося кислорода равен 134,4 л.

4.Закрепление полученных знаний, подведение выводов и записывание их в тетрадь

1.Согласно термохимическому уравнению  реакции

 

 CH4+ 2O2   = CO2 +2H2O + 802 кДж

 

определите количество теплоты, выделившейся при сжигании 24 г метана.

 

2. Тепловой эффект реакции горения серы равен 297 кДж. Какая  масса серы сгорела, если выделилось 742,5 кДж теплоты.

 

3. По термохимическому уравнению  H2+ Cl2   = 2HCl + 184,36 кДж  рассчитайте, какой объем затрачен  на образование  хлороводорода (при н.у.), если при этом выделилось 921,8 кДж теплоты.

 

5.Домашнее задание: повторение §38

6.Подведение итогов.

Учитель химии Саут А.К._______________

infourok.ru

Тепловой эффект химической реакции.

Урок 37: Тепловые эффекты химических реакций. Расчёты по термохимическим уравнениям.

Цель: Познакомить с понятием “тепловой эффект химических реакций”, классификацией химических реакций (явлений) по тепловому эффекту. Уметь составлять термохимические уравнения и производить расчеты теплоты по уравнению реакции. Владеть понятиями “теплота”, “энергия”, “экзо- и эндотермические реакции”, “тепловой эффект”, “термохимическое уравнение”, выделение и поглощение энергии.

Задачи:

Образовательная: Сформировать понятие об экзо- и эндотермических реакциях, тепловом эффекте химической реакции, термохимическом уравнении. Научиться  составлять термохимические уравнения и производить расчеты теплоты по уравнению реакции.

Развивающая: Развитие логического мышления и умений сравнивать, обобщать, анализировать ,  наблюдать, анализировать природные явления и проводимый химический эксперимент.

Воспитательная: Воспитание интереса к предмету химия.  Формирование  у учащихся коммуникативных навыков, чувства товарищества и взаимопомощи, умения работать в парах.

Тип урока: Изучение материала

Ход урока:

I. Организационно-мотивационный этап

Приветствие учащихся.

II. Актуализация знаний учащихся

На столе зажженная свеча.

Зачитывается отрывок из стихотворения Б.Пастернака «Зимняя ночь»

Мело, мело по всей земле

Во все пределы.

Свеча горела на столе,

Свеча горела.

О каком явлении идет речь в этом стихотворении? О горении свечи. А горение свечи это какое явление физическое или химическое? Правильно, химическое. А как иначе называются химические явления? Верно, химическими реакциями. Опишите признаки наблюдаемой реакции. Выделение света и тепла. А все ли реакции сопровождаются выделением тепла и света?

Давайте проведем химический эксперимент и найдем ответ на поставленный вопрос.

III. Объяснение нового материала

Приступим к выполнению эксперимента:

Демонстрация:

Опыт 1. Взаимодействие основания с кислотой.

В пробирку с основанием осторожно приливаем раствор кислоты HCl, что наблюдаете? (термометр)

Давайте запишем уравнение данной реакции и укажем ее признаки.

NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O+ Q

Признаками проводимой реакции будут выделение газа и теплоты.

Опыт 2. Растворение хлорида аммония в воде

В пробирку с белым кристаллическим веществом прилейте имеющуюся воду, встряхните. (термометр)

NH4Cl + H2O ⇄ NH4OH + HCl – Q

Признаком проводимой реакции будет поглощение теплоты.

Мы провели с вами 2 реакции, по какому признаку можно их классифицировать ?

Правильно, по поглощению или по выделению теплоты.

Тема сегодняшнего урока. Тепловой эффект химической реакции.

Количество теплоты, которое выделяется или поглощается при химической реакции, называют тепловым эффектом реакции.

Тепловой эффект обозначается Q и измеряется в Дж или кДж.

Давайте запишем классификацию химических реакций по тепловому эффекту.

Реакции, протекающие с выделение теплоты, называют экзотермическими.

Реакции, протекающие с поглощением теплоты, называют эндотермическими.

Химические уравнения, в которых указывается тепловой эффект, называют термохимическими.

Например: 2HgO — 2Hg + O2 – 180 кДж, С(тв) + O2(г) — СO2(г) + 394 кДж

Раздел химии, в задачу которого входит определение и изучение тепловых эффектов реакции называется Термохимией.

4. По термохимическим уравнениям реакций можно проводить различные расчёты. Для решения задач по термохимическим уравнениям реакций нужно записать само уравнение и провести необходимые расчеты по нему.

Алгоритм решения задач по термохимическому уравнению реакции

1.Кратко записать условия задачи (“дано”).

2.Записать термохимическое уравнение реакции (ТХУ), одной чертой в уравнении реакции подчеркивают то, что известно, двумя чертами подчёркивают то, что необходимо определить.

3.Провести вспомогательные вычисления. m=M* v

3.Составить пропорцию, используя вспомогательные вычисления и условия задачи, и решить ее.

4.Записать ответ.

Объяснение решения задач:

1. Вычислите массу разложившегося мела (СаСО3), если известно, что на его разложение затрачено 1570 кДж.

Мr (СаСО3) = Аr(Са) + Аr(С) + Аr(О) 3 = 40 + 12 + 16 3 = 100

Мr = Мr m = v * М

M(СаСО3) = 1 моль* 100 г/моль = 100г

100г СаСО3 - 157 кДж -

х г СаСО3 - 1570 кДж

100г : 157 кДж = х г : 1570 кДж

х = 1000г СаСО3

Ответ: m (СаСО3) = 1 кг (или разложилось 1000г мела)

IV.Закрепление:

Задача № 1 По термохимическому уравнению реакции Н2 + СI2 = 2HCI + 184 кДж определите, сколько теплоты выделится при сгорании 4 граммов водорода в хлоре. ( Ответ: 368 кДж)

Задача № 2 При сжигании 48 граммов метана выделилось 2676 кДж теплоты. Найдите тепловой эффект

реакции ( Q ). Уравнение реакции:СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О + Q ( Ответ: 892 кДж)

Задача № 3 Найти тепловой эффект реакции, если при сгорании 3,5 граммов азота поглотилось 45,2 кДж теплоты. При сгорании азота образуется оксид азота ( II) – NO ( Ответ: 361,6 кДж)

V.Рефлексия: Лестница успеха

VI. Домашнее задание: §

воп-роса

1 вариант

воп-роса

2 вариант

1

  1. Что доказал А.Лавуазье своими опытами в 1774г.?

1

Наличие каких 5 простых веществ составе воздуха было доказано в конце 19 в.?

2

  1. Каково содержание азота в воздухе по объему и по массе?

2

Каково содержание кислорода в воздухе по объему и по массе?

3

  1. Напишите уравнение реакции горения С3Н6

3

Напишите уравнение реакции горения С2Н6

4

  1. Назовите 2 условия прекращения горения

4

Назовите 2 условия возникновения горения

5

Почему рекомендуют выходить из зоны горения пригнувшись, или даже ползком?

5

Почему нельзя открывать окна и двери при пожаре?

6

Перечислите 3 вида твердого топлива

6

Перечислите 3 вида жидкого топлива

Тест по теме «Воздух. Горение» Тест по теме «Воздух. Горение»

Тест по теме «Воздух. Горение» Тест по теме «Воздух. Горение»

воп-роса

1 вариант

воп-роса

2 вариант

1

  1. Что доказал А.Лавуазье своими опытами в 1774г.?

1

Наличие каких 5 простых веществ составе воздуха было доказано в конце 19 в.?

2

  1. Каково содержание азота в воздухе по объему и по массе?

2

Каково содержание кислорода в воздухе по объему и по массе?

3

  1. Напишите уравнение реакции горения С3Н6

3

Напишите уравнение реакции горения С2Н6

4

  1. Назовите 2 условия прекращения горения

4

Назовите 2 условия возникновения горения

5

Почему рекомендуют выходить из зоны горения пригнувшись, или даже ползком?

5

Почему нельзя открывать окна и двери при пожаре?

6

Перечислите 3 вида твердого топлива

6

Перечислите 3 вида жидкого топлива

Тест по теме «Воздух. Горение» Тест по теме «Воздух. Горение»

воп-роса

1 вариант

воп-роса

2 вариант

1

  1. Что доказал А.Лавуазье своими опытами в 1774г.?

1

Наличие каких 5 простых веществ составе воздуха было доказано в конце 19 в.?

2

  1. Каково содержание азота в воздухе по объему и по массе?

2

Каково содержание кислорода в воздухе по объему и по массе?

3

  1. Напишите уравнение реакции горения С3Н6

3

Напишите уравнение реакции горения С2Н6

4

  1. Назовите 2 условия прекращения горения

4

Назовите 2 условия возникновения горения

5

Почему рекомендуют выходить из зоны горения пригнувшись, или даже ползком?

5

Почему нельзя открывать окна и двери при пожаре?

6

Перечислите 3 вида твердого топлива

6

Перечислите 3 вида жидкого топлива

Тест по теме: «Воздух»

Выберите один правильный ответ

1. Воздух это –

А) вещество, которое одновременно может находиться в разных состояниях: жидком, твёрдом и газообразном

Б) смесь газов, пыли и пара В) любое вещество природы.

2. В состав воздуха входит

А) водород и кислород Б) углекислый газ, азот и кислород

В) азот, кислород, углекислый газ и различные примеси.

3. Для горения и дыхания необходим

А) азот Б) кислород В) углекислый газ

4. При спуске к поверхности Земли температура воздуха

А) увеличивается Б) уменьшается В) не изменяется

5. Простейшие свойства воздуха:

А) белый цвет, без запаха и вкуса Б) бесцветный, нет запаха и имеет вкус

В) бесцветный, нет запаха и вкуса

6. Где больше всего кислорода?

А) над городом Б) над озером В) над лесом

7. Воздух обладает

А) твердостью и упругостью Б) сжимаемостью и упругостью В) только упругостью

Тест по теме: «Воздух»

Выберите один правильный ответ

1. Воздух это –

А) вещество, которое одновременно может находиться в разных состояниях: жидком, твёрдом и газообразном

Б) смесь газов, пыли и пара В) любое вещество природы.

2. В состав воздуха входит

А) водород и кислород Б) углекислый газ, азот и кислород

В) азот, кислород, углекислый газ и различные примеси.

3. Для горения и дыхания необходим

А) азот Б) кислород В) углекислый газ

4. При спуске к поверхности Земли температура воздуха

А) увеличивается Б) уменьшается В) не изменяется

5. Простейшие свойства воздуха:

А) белый цвет, без запаха и вкуса Б) бесцветный, нет запаха и имеет вкус

В) бесцветный, нет запаха и вкуса

6. Где больше всего кислорода?

А) над городом Б) над озером В) над лесом

7. Воздух обладает

А) твердостью и упругостью Б) сжимаемостью и упругостью В) только упругостью

Тест по теме: «Воздух»

Выберите один правильный ответ

1. Воздух это –

А) вещество, которое одновременно может находиться в разных состояниях: жидком, твёрдом и газообразном

Б) смесь газов, пыли и пара В) любое вещество природы.

2. В состав воздуха входит

А) водород и кислород Б) углекислый газ, азот и кислород

В) азот, кислород, углекислый газ и различные примеси.

3. Для горения и дыхания необходим

А) азот Б) кислород В) углекислый газ

4. При спуске к поверхности Земли температура воздуха

А) увеличивается Б) уменьшается В) не изменяется

5. Простейшие свойства воздуха:

А) белый цвет, без запаха и вкуса Б) бесцветный, нет запаха и имеет вкус

В) бесцветный, нет запаха и вкуса

6. Где больше всего кислорода?

А) над городом Б) над озером В) над лесом

7. Воздух обладает

А) твердостью и упругостью Б) сжимаемостью и упругостью В) только упругостью

Воздух. Кислород. Горение».

1-вариант

1. Является окислительным процессом:

а) дыхание; в) взаимодействие СuО и Н2; с) горение; д) гниение.

2. Коэффициентами уравнения ... Li + ... O2 = ... Li2O являются:

а) 4, 0, 2; в) 4, 1, 2; с) 2, 1, 2; д) 4, 1, 2.

3. Когда кислород собирают способом вытеснения воздуха, то сосуд держат:

а) произвольно; в) вверх дном; с) вниз дном; д) горизонтально.

4. Формула оксида азота(II):

а) N2O; в) NO; с) N2O5; д) NO2.

5. Речь идет о простом веществе кислород:

а) кислород входит в состав оксидов;

в) в молекуле оксида фосфора(V) содержится пять атомов кислорода;

с) кислород поддерживает горение;

д) в земной коре содержится 49% кислорода.

6. Является реакцией горения:

а) СuО + Н2 = Сu + Н2О; в) Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2; с) Zn + S = ZnS; д) 4Р + 5О2 = 2Р2О5

7. Воздух – это:

а) газ; в) смесь газов; с) азот и кислород; д) смесь газов, водяного пара и пыли.

8. Какой посуде хранят газообразного кислорода

А) в обыкновенной стеклянной посуде В) в пластмассовой посуде С) Сосуд Дьюара Д) Стальной баллоне

9. Аллотропной модификацией кислорода является:

а) азот; в) озон; с) сера; д) водород.

10. Из веществ, названия и формулы которых приведены, к числу простых относится:

а) кислород О2; в) оксид азота (II) NO; с) оксид алюминия Аl2О3; д) оксид серы (IV) SO2.

11. Защищает растения и живые организмы от ультрафиолетовых лучей

А) озон В) кислород С) атмосферный воздух Д) азот

«Воздух. Кислород. Горение» 2 вариант

1. Взаимодействие металла с кислородом приводит к образованию:

A) кислотного оксида B) бескислородной кислоты C) гидрида металла D) основного оксида

2.Формула оксида хрома(VI):

а) CrO6; в) СrO; с) Cr2O3; д) CrO3

3. Основное сырье для получения кислорода:

а) вода; в) КМnО4; с) воздух; д) КСlO3.

4. Относительная атомная масса кислорода:

а) 16 в)32 с) 12 д) 14

5. Кислород обладает следующими свойствами:

а) легче воздуха, в) плохо растворим в воде, с) поддерживает дыхание, д) не поддерживает горение.

6. Кислород выделяется в результате процесса:

а) брожения фруктовых соков в) гниения отмерших частей растений

с) фотосинтеза д) дыхания человека и животных

7. Название химическому элементу кислороду дал:

а) Дальтон, в) Лавуазье, с) Шееле д) Д.И. Менделеев

8. Кислород в лаборатории можно собрать методом:

а) вытеснения воздуха, в) методом вытеснения воды,

с) обоими перечисленными методами, д) ни одним из этих методов.

9. Бесцветный газ, не имеющий вкуса и запаха:

А) озон В) кислород С) водород Д) углерод

10.Образуется под влиянием электрических разрядов, молний и окисления древесных смол сосновых деревьев:

А) кислород В) водород С) углерод С) озон

11. В составе воздуха по объему больше

А) азота В) кислорода С) углекислого газа С) водорода

«Воздух. Кислород. Горение» 3- вариант

1. Кислороду не соответствует свойство:

A) мало растворим в воде B) поддерживает дыхание C) бесцветный газ D) легче воздуха

2. В атмосфере кислорода приблизительно:

а) 16% в) 8% с)21% д) 7%

3. Газ голубоватого цвета, обладающий характерным запахом:

А) озон В) кислород С) водород Д) углерод

4. Кислород впервые экспериментальным способом был получен :

А) Д.М. Менделеевым В) А. Лавуазье С) А. Авогадро Д) К. Шееле и Дж. Пристли

5. Вещества которые ускоряют химические реакции, но сами не участвуют в них остаются без изменения называются:

А) катализаторами В) индикаторами С) ферментами Д) реактивами

6. В лаборатории кислород получают:

А) перегонкой жидкого газа В) фотосинтеза С) из перманганата калия Д) из серной кислоты

7. Напишите взаимодействие фосфора с кислородом

A) C + O2= CO2 B) S + O2= SO2 C) 4 P + 5O2= 2P2 O5 D)3 Fe + 2O2 = Fe 3O4

8. В процессе фотосинтеза в атмосферу выделяется

А) водород В) углекислый газ С) кислород Д) азот

9. Коэффициентами уравнения …Zn+ …O= …ZnO являются:

А)3,2,1 В) 2,1,2 С) 2,2,1 Д) 4,1,2

10. В промышленности кислород получают:

А) перегонкой жидкого газа В) фотосинтеза С) из перманганата калия Д) из серной кислоты

11. Какой посуде хранят жидкий кислород

А) в обыкновенной стеклянной посуде В) в пластмассовой посуде С) Сосуд Дьюара Д) Стальной баллоне

«Воздух. Кислород. Горение» 4 – вариант

1.В организме человека содержится кислорода:

А) 65% В)2,4% С)24% Д)7,4%

2. Газ необходимый для дыхания живых организмов:

А) углекислый В) азотный С) кислород Д) Водород

3. Взаимодействие вещества с кислородом называется реакцией:

А) расщепления В) разложения С) окисления Д) соединения

4. Аллотропным видоизменением кислорода является;

А) озон В) углекислый газ С) водород Д) углерод

5.При какой температуре кислород переходит в твердое состояние

А) -2180С В) -200 0С С) -1180С Д) -1830С

6. В чистом воздухе меньше всего по объему газа

A) Кислорода. B) Аргона. C) Углекислого газа D) Азота.

7. Впервые состав воздуха установил

А) Д. И. Менделеев В) А. Лавуазье С) А. Авогадро Д) К. Шееле

8. Напишите взаимодействие углерода с кислородом

A) C + O2= CO2 B) S + O2= SO2 C) 4 P + 5O2= 2P2 O5 D)3 Fe + 2O2 = Fe 3O4

9. Газ который 1,5 раза тяжелее кислорода:

А)азот В)водород С)гелий Д)озон

10. Процесс горения возникает только при нагревании вещества до определенной температуры, которая называется:

А) удельной теплотой сгорания В) температурой плавления

С) температурой воспламенения Д) температурой сгорания

11. Кислород собирают способом вытеснения:

а) воздуха, держа сосуд вверх дном; в) воздуха, держа сосуд горизонтально;

с) воды, держа сосуд вниз дном; д) воздуха, держа сосуд вниз дном

multiurok.ru

Тепловой эффект реакции | Задачи 288


Задача 288. 
При восстановлении 12,7г оксида меди (II) углем (с образованием СО) поглощается 8,24кДж. Определить   образования СuО.
Решение:
Уравнение реакции имеет вид: 

Мольная масса СuO равна 79,54г/моль.

Находим тепловой эффект реакции восстановления оксида меди (II) углем из пропорции: 

Значит, = 51,6 кДж. 

Следовательно, термохимическое уравнение реакции будет иметь вид: 

Обозначим искомую величину через  x, запишем термохимическое уравнение образования CuO: 

Запишем термохимическое уравнение реакции образования СО(г): 

Из уравнения (20 и (3) можно получить уравнение (4). Для этого нужно вычесть уравнение (2) из уравнения (3), получим: 

Сравнивая уравнение (1) и (4), получим: 

51,6 = (-110,5) - x; x = 162,1 кДж/моль.                                   

Ответ: 162,1 кДж/моль.


Задача 289. 
При полном сгорании этилена (с образованием жидкой воды) выделилось 6226 кДж. Найти объем вступившего в реакцию кислорода (условия нормальные).
Решение:
Уравнение реакции горения этилена: 

С2Н4 + 3О2 = 2Со2 + 2Н2О 

Стандартные теплоты образования веществ: 

Учитывая данные значения теплот образования веществ, находим   реакции: 

Термохимическое уравнение реакции горения этилена будет иметь вид: 

Запишем данные задачи в уравнение, получим: 

Рассчитаем объём кислорода, вступившего в реакцию с этиленом из пропорции: 

 Ответ: V(O2)=296,5л


Задача 290. 
Водяной газ представляет собой смесь равных объемов водорода и оксида углерода (II). Найти количество теплоты, выделившейся при сжигании 112л водяного газа, взятого при нормальных условиях.
Решение:
Уравнение реакции сжигания водяного газа имеет вид: 

CO(г) + Н2(г) + О2(г) = СО2(г) + Н2О(г)                              

Стандартные теплоты образования веществ: 

Рассчитаем теплоту, которая выделяется при сжигании водяного газа, используя следствие из закона Гесса:

Следовательно, термохимическое уравнение будет иметь вид: 

Рассчитаем теплоту, выделяющуюся при сжигании 112 л водяного газа из пропорции: 

 Ответ:  Q = -1312 кДж.


Задача 291. 
Сожжены с образованием Н2О(г) равные объемы водорода и ацетилена, взятых при одинаковых условиях. В каком случае выделится больше теплоты? Во сколько раз?
Решение:
Уравнения реакций сгорания водорода и ацетилена: 

Стандартные теплоты образования исходных веществ и продуктов реакций находим из таблицы, получим: 

Для расчета теплоты, которая будет выделяться при сгорании водорода и ацетилена, используем следствие из закона Гесса: 

 Тогда 

Рассчитаем, во сколько раз больше выделяется теплоты при сгорании ацетилена:  

 Таким образом, при сгорании равных объемов водорода и ацетилена, взятых при одинаковых условиях в случае ацетилена выделится больше теплоты в 5,2 раза. 

Ответ: При сжигании С2Н2 в 5,2 раза больше


Задача 292. 
Определить  реакции  3C2H2(г) = C6H6(ж), если  реакции сгорания ацетилена с образованием
О2(г) и Н2О(ж) равно —1300кДж/моль, а   образования бензола (ж.) составляет 82,9кДж/моль.
Решение:
Уравнение реакции горения ацетилена имеет вид: 

Стандартные теплоты образования исходных веществ и продуктов реакций находим из таблицы, получим: 

Обозначим искомую величину [(С2Н2)] за ч. Для расчета [(С2Н2)]  используем уравнение из следствия закона Гесса: 

Тогда 

Уравнение реакции образования бензола имеет вид: 

3C2H2 ⇔ C6H6, = y

Находим реакции: 

Ответ: -598,7кДж.


buzani.ru

Решение задач по теме "Тепловой эффект реакции" 11 класс.

Просмотр содержимого документа
«Решение задач по теме "Тепловой эффект реакции" 11 класс.»

Задачи на вычисления по термохимическим уравнениям. Типовые задачи и решения.

  1. Количество теплоты, которое выделится при образовании 120 г MgO  в результате реакции горения магния, термохимическое уравнение которой:

2 Mg + O2   = 2MgO + 1204  кДж, равно

а) 602 кДж б) 301 кДж в) 2408 кДж г) 1803 кДж

  1. В реакцию, термохимическое уравнение которой S + O2 = SO2 + 297 кДж, вступила сера массой 1 г. Количество теплоты, выделившееся при этом, равно:

а) 9,28 кДж б) 2,97 кДж в) 29,7 1 кДж г) 74,25 кДж

  1. Какое количество теплоты выделится при сгорании графита массой 2,4 г, если термохимическое уравнение реакции C + O2 = CO2 + 402 кДж?

а) 984 кДж б) 40,2 кДж в) 98,4 кДж г) 80,4 кДж

  1. Термохимическое уравнение горения фосфора: 4P + 5O2 = 2P2O5 + 3010 кДж. Какое количество теплоты выделится при сгорании 62 г фосфора?

а) 6020 кДж б) 752,5 кДж в) 301кДж г) 1505 кДж

  1. Какое количество теплоты выделится при сгорании метана объемом 5,6 л (н.у.), если термохимическое уравнение реакции СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О + 892 кДж?

а) 22,3 кДж б) 2,23 кДж в) 223 кДж г) 446 кДж

  1. Сколько теплоты выделится при растворении 200 г оксида меди (II) (СuO) в соляной кислоте, если термохимическое уравнение реакции: CuO + 2HCl = CuCl2 + H­2O + 63,6 кДж

а) 159 кДж б) 318 кДж в) 15,9кДж г) 636 кДж

  1. В результате реакции, термохимическое уравнение которой   

2 C2H2+ 5O2   = 4CO2 +2H2O + 2610  кДж

выделилось 652,5 кДж теплоты. Масса сгоревшего ацетилена составила:

а) 13 г б) 26 г в) 52г г) 5,2г

  1. В результате горения 48 г метана выделилось 2406 кДж теплоты. Количество теплоты, указанное в термохимическом уравнении этой реакции составит:

а) 401 кДж б) 802 кДж в) 1203кДж г) 4812 кДж

  1. На разложение бертолетовой  соли по реакции, термохимическое уравнение которой

2KClO3 = 2KCl + 3O2 – 91 кДж,

было  затрачено 182 кДж теплоты. Объем кислорода (при н.у.) выделившийся при этом, составил:

 а) 134,4л б) 44,8л в) 89,6л г) 179,2л

  1. В результате реакции, термохимическое уравнение которой  H2+ Cl2   = 2HCl + 184,36 кДж,   выделилось 921,8 кДж теплоты. Объем хлора, затраченный  на образование  хлороводорода (при н.у.) при этом составил:

а) 134,4л б) 112л в) 44,8л г) 96л

 

  1. Согласно термохимическому уравнению реакции 2СО(г) + О2(г) = 2СО2(г) + 566 кДж при сжигании оксида углерода (II) выделилось 424,5 кДж теплоты. Объем (н.у.) сгоревшего газа составил
    а) 66,2 л  б) 33,6 л  в) 44,8 л   г) 12 л

  1. Согласно термохимическому уравнению реакции 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O + 385 кДж, при получении 15,68 л NO (н.у.), количество выделившейся теплоты составило:

а) 358 кДж б) 716 кДж в) 134,75 кДж г) 22,4 кДж

  1. По термохимическому уравнению реакции u + О2 = uО + 311 кДж вычислите. Количество теплоты, которая выделится при окислении 384 г меди, составит:

а) 622 кДж б) 716 кДж в) 466,5 кДж г) 933 кДж

  1. В результате реакции, термохимическое уравнение которой

2Cl2O7 = 2Cl2 + 7O2 + 574 кДж, выделилось 5,74 кДж теплоты. Объем образовавшегося при этом кислорода (н.у.) составил:

а) 100 л  б) 0,224 л  в) 1,568 л   г) 4,48 л

  1. В реакцию, термохимическое уравнение которой MgO(тв) + CO(г) = MgCO3(тв) + 102 кДж, вступило 8 г оксида магния. Количество теплоты, выделившейся при этом, равно:

а) 102 кДж б) 204 кДж в) 20,4 кДж г) 1,02 кДж

multiurok.ru

Задачи Химическая термодинамика и термохимия

Задачи по теме химическая термодинамика и термохимия с решениями

1. Задача Расчёт тепловых эффектов химической реакции.

Рассчитать тепловой эффект реакции (ΔН р-ции) при гашении 100 кг извести (CaO) водой, если теплоты образования оксида кальция, воды и гидроксида кальция соответственно равны -635,1; -285,84 и -986,2 кДж/моль.

Решение задачи. Термохимическое уравнение имеет вид:

CaO(т) + h3O(ж) → Ca(OH)2(т), где т, ж – твёрдое и жидкое агрегатное состояние.

Рассчитываем тепловой эффект реакции в стандартных условиях (ΔH°р-ции), используя следствие из закона Гесса:

ΔH°р-ции = -986,2 – (-635,1 – 285,84) = -65,26 кДж/моль

Рассчитаем тепловой эффект реакции с учётом количества вещества оксида кальция:

ΔHр-ции = nCaO* ΔH°р-ции; nCaO = = 1,79*103 моль →

ΔHр-ции = 1,79*103 * (-65,26) = -116,5*103 кДж.

2. Задача Расчёт теплот образования веществ.

При растворении 16 г карбида кальция (CaC2) в воде выделяется 31,3 кДж теплоты. Рассчитать теплоту образования гидроксида кальция (ΔH°Ca(OH)2), если теплоты образования (ΔH°) воды, карбида кальция, ацетилена (C2h3) соответственно равны – 285,84; -62,7; 226,75 кДж/моль.

Решение задачи. Термохимическое уравнение имеет вид:

CaC2(т) + 2h3O(ж) → Ca(OH)2(т) + C2h3(г), где т, ж и г – соответственно, твёрдое, жидкое и газообразное агрегатное состояние.

Рассчитаем тепловой эффект реакции в стандартных условиях (ΔH°р-ции):

ΔH°р-ции =

ΔH°р-ции = = -125,2 кДж/моль.

Выразим и рассчитаем теплоту образования гидроксида кальция, используя следствие из закона Гесса:

ΔH°р-ции = ΔH° Ca(OH)2 + ΔH° C2h3 – (ΔH° CaС2 – 2*ΔH° h3О), при этом учитываем стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

→ ΔH° Ca(OH)2 = – 125,2 – 861,13 = - 986,33 кДж/моль.

3. Задача Расчёт теплоты растворения.

Рассчитать теплоту растворения кристаллогидрата сульфита натрия (Na2SO3 * 7H2O), если теплота растворения безводного сульфита натрия равна 11,34 кДж/моль, а теплота образования кристаллогидрата этой соли (теплота гидратации) равна 58,4 кДж/моль.

Решение задачи. Теплота растворения безводного сульфита натрия складывается из теплоты, пошедшей на разрушение кристаллической решётки безводной соли, и теплоты, выделившейся при гидратации соли:

Na2SO3 + 7h3O → Na2SO3 * 7h3O,

ΔH° растворения = ΔH° разруш. крист. решётки + ΔH° гидратации;

ΔH° кристаллогидрата = ΔH° разруш. крист. решётки = ΔH° растворения - ΔH° гидратации; →

теплота растворения кристаллогидрата равна:

ΔH° кристаллогидрата = - 11,34 – (-58,4) = 47,04 кДж/мол

Задача Расчёт теплоты сгорания.

Рассчитать стандартную теплоту сгорания этилового спирта, исходя из реакции биохимического брожения глюкозы:

C6H12O6(т) → 2C2H5OH(ж) + 2СО2(г), ΔH°р-ции = -83,3 кДж/моль.

Теплоты сгорания (ΔH°сгор.) глюкозы, спирта и углекислого газа равны соответственно -2817,1; -1366,9 и 0 кДж/моль.

Решение задачи. Используем ещё одно следствие из закона Гесса: тепловой эффект реакции равен разности между суммами теплот сгорания исходных веществ и суммами теплот сгорания продуктов реакции: ΔH°р-ции = ΔH°сгор.С6Н12О6 – (2*ΔH°сгор.С2Н5ОН + 2ΔH°СО2). Поскольку углекислый газ уже не может окисляться, то его теплота сгорания (окисления) равна нулю.

ΔH°сгор.С2Н5ОН = =

= 866,9 кДж/моль.

Задачи по теме Расчёт изменения внутренней энергии при химических реакциях и фазовых переходах.

Задача 1. Рассчитать изменение внутренней энергии системы в стандартных условиях (ΔU°) при протекании реакции

2Cl2 + 2H2O(г) → 4HCl(г) + O2, если станд. теплоты образования воды и хлороводорода (HCl) соответственно равны -241,84 и 92,3 кДж/моль.

Решение. Изменение внутренней энергии рассчитывается по формуле ΔU=ΔH-A, для газов A (работа расширения) = Δn*R*T →

ΔU = ΔH - Δn*R*T,

где Δn - изменение числа моль газообразных продуктов реакции и исходных веществ. Для данной реакции Δn = 5-4 = 1 моль.

Рассчитаем ΔH°р-ции, используя следствие из закона Гесса:

ΔH°р-ции = 4*ΔH°HCl - 2ΔH° h3О = 4*(-92,3)-2*(-241,84)=114,48 кДж/моль; R – газовая постоянная, равна 8,3*10-3 кДж/моль*К; Т = 298 К (25°С).

Рассчитываем изменение внутренней энергии:

ΔU° = 114,48 – 1*8,3*10-3*298 = 112,0 кДж/моль.

Следовательно, в процессе реакции внутренняя энергия увеличилась на 112 кДж/моль.

Задача 2. Рассчитать изменение внутренней энергии при испарении 250 г воды при 20°С (пары подчиняются законам идеальных газов). Объёмом жидкости по сравнению с объёмом пара можно пренебречь. Удельная теплота парообразования воды равна 2451 Дж/г.

Решение. При испарении воды (h3O ж → h3O пар) Δn = 1 моль (изменение количества газообразных веществ). Изменение внутренней энергии системы при испарении воды рассчитываем по формуле: ΔU = ΔH - Δn*R*T. Рассчитаем молярную теплоту парообразования воды по формуле:

ΔH = 2451 Дж/г * 18 г/моль = 44,12 кДж/моль,

n h3О(ж) = = 13,89 моль → ΔU = (ΔH - Δn*R*T)*13,89 = =(44,12-1*8,3*10-3*293)*13,89 = 579,0 кДж.

Следовательно, внутренняя энергия системы увеличилась на 579,0 кДж.

 

Примеры решения типовых задач по второму началу термодинамики.

При решении задач указывать и учитывать агрегатное состояние веществ.

Задачи по  Определение изменения энтропии в различных процессах.

Особенностью химических и физико-химических превращений является участие в них большого числа частиц. Для таких систем наиболее вероятно состояние беспорядка (частицы менее связаны, менее упорядочены), которое характеризуется энтропией (S). Количественно изменение энтропии можно рассчитать на основе следствия закона Гесса. Чем большее увеличение энтропии в каком-либо процессе, тем этот процесс более вероятен. Качественно знак изменения энтропии можно оценить (определить), сопоставляя число частиц до и после реакции и агрегатное состояние исходных веществ и продуктов реакции.

Энтропия связана с теплотой и возрастает при увеличении беспорядка:

- переход из твёрдого состояния жидкое, из жидкого – в газообразное;

- расширение газов;

- растворение кристаллов;

- увеличение числа частиц.

Энтропия уменьшается при возрастании упорядоченности (взаимодействие частиц увеличивается):

- конденсация паров, сжижение;

- сжатие газа;

- полимеризация, кристаллизация;

- уменьшение числа частиц.

Задача 1. Определить знак изменения энтропии в реакциях:

  1. NH4NO3 (т) → N2O + 2H2O (г)
  2. 2H2 (г) + O2 (г) = 2 H2O (ж)
  3. N2 + 3H2 → 2Nh4 или N2 + h3 → NH3

Решение. Знак изменения энтропии можно установить по количеству частиц исходных и конечных веществ:

Δn = nкон. – nисх., где Δn – изменение количества частиц; если Δn > 0, то энтропия возрастает; при Δn < 0 – энтропия уменьшается; если Δn = 0 - энтропия не изменяется. Кроме этого, учитывают агрегатное состояние исходных веществ и продуктов реакции.

  1. Δn = 3-1 = 2 → Δn > 0, → ΔS > 0, т.е. энтропия возрастает, тем более, что образуются газы.
  2. Δn = 2-3 = -1 → Δn < 0, → ΔS < 0, т.е. энтропия уменьшается, тем более, что газы (большой беспорядок) превращаются в жидкость (упорядоченность больше).
  3. Δn = 1 – (+) = -1, → Δn < 0, → ΔS < 0, т.е. энтропия убывает.

Задача 2. Рассчитать изменение энтропии при реакции N2+ h3 → Nh4, если стандартные энтропии (S°) азота, водорода и аммиака соответственно равны 191,6; 130,6 и 192,8 Дж/моль*К.

Решение. В соответствии со следствием из закона Гесса рассчитаем ΔS при реакции: ΔS°р-ции = S°Nh4 - S°N2 - S°h3, →

ΔS°р-ции = 192,8 - * 191,6 - * 130,6 = -98,9 Дж/моль*К

Следовательно, ΔS°р-ции < 0 и самопроизвольно реакция не идёт.

Задача 3. Рассчитать изменение энтропии при плавлении 10 г льда, если уд. теплота плавления (q) равна 19,12 Дж/г.

Решение. Плавление – фазовый переход – изотермический обратимый процесс → ΔS = ; tплавл. льда = 0°С или 273°К →

ΔS==0,070 Дж/К*г, при плавлении 10г льда ΔS=0,070*10=0,7 Дж/К*г

Задачи по тем Определение возможности и направления химических реакций.

В неизолированных системах критерием самопроизвольного протекания реакции является убыль свободной энергии Гиббса (изобарно-изотермического потенциала), т.е. ΔG < 0. Чем меньше величина ΔG, тем больше вероятность протекания химической реакции.

Задача 1. Возможно ли совместное хранение на складе этиленгликоля (антифризная жидкость) и калиевой селитры (удобрение)?

Решение. Между указанными веществами может протекать реакция:

3C2H6O2 + 10KNO3 → 6CO2 + 4H2O + 10NO + 10KOH

Реакция возможна, если свободная энергия Гиббса уменьшается, т.е. ΔGр-ции < 0. Для расчёта ΔG используем следствие из закона Гесса:

ΔG°р-ции = (6ΔG°CO2 + 4ΔG°h3O(г) + 10ΔG°NO + 10ΔG°KOH) – (3*ΔG°C2H6O2 - 10ΔGKNO3).

Подставим справочные данные:

ΔGр-ции = 6 * 394,6 + 4 * (-228,8) + 10 * 80,6 + 10 * (-379,3) –

- (3 * (-319,4)) + 10 * (-393,4)) = -1377,6 (кДж).

Рассчитаем ΔG в пересчёте на 1 моль этиленгликоля:

ΔG°р-ции =-459,2 кДж/моль.

В процессе реакции свободная энергия уменьшается, следовательно, реакция может протекать самопроизвольно при обычной температуре (25°С), поэтому совместное хранение этиленгликоля и калийной селитры недопустимо, т.к. может произойти самовозгорание.

Задача 2. Рассчитать ΔG° для реакции Nh4(г) + HCl(г) → NH4Cl(т)

Решение задачи.

Используем формулу:

ΔG°р-ции = ΔH° - T * ΔS°

Для расчета ΔH° и ΔS° используем следствие из закона Теса:

ΔH°р-ции = ΔH°Nh5Cl - ΔH°Nh4 - ΔH°HCl и

ΔS°р-ции = ΔS°Nh5Cl - ΔS° Nh4 - ΔS°HCl , числовые значения ΔH° и ΔS° веществ берем из справочника.

ΔH°р-ции = -315,39 – (- 46,19)- (-92,3) = -176,9 кДж

ΔS°р-ции = 94,56 – 192,5 – 186,7 = -284,64 = 0,28464;

Т = 273 + 25 = 298;

ΔG°р-ции = -176,9 – 298 * (-0,28464) = -92,08

Следовательно, ΔG°р-ции < 0 и в стандартных условиях реакция возможна.

Задача 3. Рассчитать свободную энергию Гиббса для реакции

 2NO + O2 ↔ 2NO2 при температурах 1050, 1100, 1150и 1200К, построить график ΔG – Т, сделать вывод о направлении реакции при разных температурах.

Решение.

Запишем уравнение реакции в стандартном виде:

NO + O2 ↔ NO2

Используем следствие из закона Гесса, значения S° и ΔH° возьмем из справочника.

Учесть что теплоты образования простых веществ (O2, N2, h3 и т.д.) приняты за ноль (ΔH° = 0),

ΔS°р-ции = S°NO2 - S°NO - O2 = 240 -211 - * 161 = -51,5

ΔH°р-ции = ΔH°NO2 - ΔH°NO = 33 – 91 = -58

Вычислим температуру, при которой достигается равновесие (ΔGр-ции = 0):

ΔG = ΔH° - Т * ΔS° → ТΔS° = ΔH°→T = = =1126 К

рассчитаем ΔGр-ции при разных температурах (1050, 1100, 1150, 1200)

ΔGр-ции = -58 + 51,5 * 10-3 * Т;

ΔG1050 = -3,92; ΔG1100 = -1,35; ΔG1150 = 1,23 и ΔG1200 = 3,8

На основании полученных данных построим график:

При Т < Tравн преобладает прямая реакция, а при T > Tравн – обратная.

Наступление равновесия возможно, если знак изменения функций ΔH и Δ S одинаков

Задачи по расчету констант равновесия.

Зависимость константы равновесия от свободной энергии Гиббса выражается уравнением:

ΔG = -2,3 R * TlgK, где К – константа равновесия, R – универсальная газовая постоянная. В стандартных условиях lg298K = - 0,175 ΔG°298

Задача. Константа равновесия реакции С(Т) + СО2(г)↔ 2СО (г) при 1700°К равна 2,4. Рассчитать ΔGр-ции при 1700°К и константу равновесия в стандартных условиях (298°К).

Решение задачи.

ΔG1700 = -2,3 * R * TlgK = -2.3 * 8.3 * 1700 * lg2.4 = - 123370Дж = -123,37 кДж;

ΔG1700 < 0 → равновесие реакции сдвинуто вправо, т.е. в сторону прямой реакции.

Находим константу равновесия при 298°K (стандартные условия):

lgK298 = -0.175ΔG°298; необходимые данные берем из справочника.

ΔG°р-ции = 2 * ΔG°СО - ΔG°СО2 = 2( - 137,1) – ( - 394,2) = 120;

ΔG°р-ции = -2,3 * 8,3 *10-3 lgK * T = -2.3 * 8.3 *10-3 * 298 lgK,

lgK = = -21,05 → К = 10-21,05 → К << 1

При 298°К (25°С) реакция практически не идет, равновесие смещено влево.

zadachi-ru.com.ua

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *