Aufgabe 10.1. Unter Verwendung der thermochemischen Gleichung: 2H 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2H 2 O (g) + 484 kJ, bestimmen Sie die Wassermasse, die entsteht, wenn 1479 kJ Energie freigesetzt werden.

Entscheidung. Wir schreiben die Reaktionsgleichung in der Form:

Wir haben
x = (2 mol 1479 kJ) / (484 kJ) = 6,11 mol.
Woher
m (H 2 O) \u003d v M \u003d 6,11 mol 18 g / mol \u003d 110 g
Wenn die Problemstellung nicht die Menge des reagierenden Stoffes angibt, sondern nur eine Änderung einer bestimmten Menge (Masse oder Volumen) meldet, die sich in der Regel auf ein Stoffgemisch bezieht, ist die Einführung zweckmäßig ein zusätzlicher Term in die Reaktionsgleichung, der dieser Änderung entspricht.

Aufgabe 10.2. Zu einer Mischung aus Ethan und Acetylen mit einem Volumen von 10 l (n.o.) wurden 10 l (n.o.) Wasserstoff gegeben. Die Mischung wurde über einen erhitzten Platinkatalysator geleitet. Nachdem die Reaktionsprodukte auf die Anfangsbedingungen gebracht worden waren, wurde das Volumen der Mischung gleich 16 Liter. Bestimmen Sie den Massenanteil von Acetylen in der Mischung.

Entscheidung. Wasserstoff reagiert mit Acetylen, aber nicht mit Ethan.
C 2 H 6 + H 2 2 ≠
C2H2 + 2H2 → C2H6
Dabei wird das Volumen des Systems um reduziert
ΔV \u003d 10 + 10 - 16 \u003d 4 l.
Die Volumenabnahme ist darauf zurückzuführen, dass das Volumen des Produkts (C 2 H 6) geringer ist als das Volumen der Reagenzien (C 2 H 2 und H 2).
Wir schreiben die Reaktionsgleichung, indem wir den Ausdruck ΔV einführen.
Wenn 1 l C 2 H 2 und 2 l H 2 in die Reaktion eingehen und 1 l C 2 H 6 entsteht, dann
ΔV \u003d 1 + 2 - 1 \u003d 2 l.


Das sieht man an der Gleichung
V (C 2 H 2) \u003d x \u003d 2 l.
Dann
V (C 2 H 6) \u003d (10 - x) \u003d 8 l.
Vom Ausdruck
m / M = V / V M
wir haben
m = M V / V M
m (C 2 H 2) \u003d M V / V M\u003d (26 g / mol 2 l) / (22,4 l / mol) \u003d 2,32 g,
m (C 2 H 6) \u003d M V / V M,
m (Mischungen) \u003d m (C 2 H 2) + m (C 2 H 6) \u003d 2,32 g + 10,71 g \u003d 13,03 g,
w (C 2 H 2) \u003d m (C 2 H 2) / m (Mischungen) \u003d 2,32 g / 13,03 g \u003d 0,18.

Aufgabe 10.3. Eine Eisenplatte mit einem Gewicht von 52,8 g wurde in eine Lösung von Kupfer(II)sulfat gelegt. Bestimmen Sie die Masse des gelösten Eisens, wenn die Masse der Platte 54,4 g beträgt.

Entscheidung. Die Änderung der Masse der Platte ist:
Δm = 54,4 - 52,8 = 1,6 g.
Schreiben wir die Reaktionsgleichung. Es ist ersichtlich, dass, wenn 56 g Eisen von der Platte gelöst werden, 64 g Kupfer auf der Platte abgeschieden werden und die Platte 8 g schwerer wird:


Es ist klar, dass
m(Fe) \u003d x \u003d 56 g 1,6 g / 8 g \u003d 11,2 g.

Aufgabe 10.4. In 100 g einer Lösung, die ein Gemisch aus Salz- und Salpetersäure enthält, sind maximal 24,0 g Kupfer(II)-oxid gelöst. Nach dem Eindampfen der Lösung und dem Kalzinieren des Rückstands beträgt seine Masse 29,5 g. Schreiben Sie die Gleichungen für die stattfindenden Reaktionen auf und bestimmen Sie den Massenanteil an Salzsäure in der Ausgangslösung.

Entscheidung. Schreiben wir die Reaktionsgleichungen:
CuO + 2 HCl \u003d CuCl 2 + H 2 O (1)
CuO + 2HNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + H 2 O (2)
2Cu (NO 3) 2 \u003d 2CuO + 4NO 2 + O 2 (3)
Es ist ersichtlich, dass die Massenzunahme von 24,0 g auf 29,5 g nur mit der ersten Reaktion zusammenhängt, weil Kupferoxid, gelöst in Salpetersäure gemäß Reaktion (2), während Reaktion (3) wieder in Kupferoxid umgewandelt wird gleiche Masse. Wenn im Verlauf der Reaktion (1) 1 Mol CuO mit einer Masse von 80 g reagiert und 1 Mol CuCl 2 mit einer Masse von 135 g gebildet wird, erhöht sich die Masse um 55 g, wenn man bedenkt, dass die Masse von 2 mol HCl 73 g ist, schreiben wir Gleichung (1) erneut, indem wir den Ausdruck Δm hinzufügen.

Es ist klar, dass
m (HCl) \u003d x \u003d 73 g 5,5 g / 55 g \u003d 7,3 g.
Finden Sie den Massenanteil der Säure:
w(HCl) = m(HCl) / m Lösung =
= 7,3 g / 100 g = 0,073.

Aus den Unterrichtsmaterialien erfahren Sie, welche Gleichung einer chemischen Reaktion thermochemisch genannt wird. Die Lektion ist dem Studium des Berechnungsalgorithmus für die thermochemische Reaktionsgleichung gewidmet.

Thema: Stoffe und ihre Umwandlungen

Lektion: Berechnungen mit thermochemischen Gleichungen

Fast alle Reaktionen laufen unter Abgabe oder Aufnahme von Wärme ab. Die bei einer Reaktion freigesetzte oder aufgenommene Wärmemenge wird als Wärme bezeichnet thermische Wirkung einer chemischen Reaktion.

Wenn der thermische Effekt in die Gleichung einer chemischen Reaktion geschrieben wird, dann wird eine solche Gleichung aufgerufen thermochemisch.

In thermochemischen Gleichungen wird im Gegensatz zu herkömmlichen chemischen Gleichungen zwangsläufig der Aggregatzustand eines Stoffes (fest, flüssig, gasförmig) angegeben.

Die thermochemische Gleichung für die Reaktion zwischen Calciumoxid und Wasser sieht beispielsweise so aus:

CaO (t) + H 2 O (l) \u003d Ca (OH) 2 (t) + 64 kJ

Die bei einer chemischen Reaktion freigesetzte oder aufgenommene Wärmemenge Q ist proportional zur Stoffmenge des Reaktanten oder Produkts. Daher können unter Verwendung thermochemischer Gleichungen verschiedene Berechnungen durchgeführt werden.

Betrachten Sie Beispiele zur Problemlösung.

Aufgabe 1:Bestimmen Sie die Wärmemenge, die für die Zersetzung von 3,6 g Wasser gemäß der TCA der Reaktion der Wasserzersetzung aufgewendet wird:

Sie können dieses Problem mit dem Verhältnis lösen:

bei der Zersetzung von 36 g Wasser wurden 484 kJ aufgenommen

bei der Zersetzung von 3,6 g Wasser absorbiert x kJ

Damit kann die Reaktionsgleichung aufgestellt werden. Die vollständige Lösung des Problems ist in Abb. 1 dargestellt.

Reis. 1. Formulierung der Lösung von Problem 1

Das Problem kann so formuliert werden, dass Sie eine thermochemische Reaktionsgleichung aufstellen müssen. Betrachten wir ein Beispiel für eine solche Aufgabe.

Aufgabe 2: Die Wechselwirkung von 7 g Eisen mit Schwefel setzte 12,15 kJ Wärme frei. Stellen Sie basierend auf diesen Daten eine thermochemische Gleichung für die Reaktion auf.

Ich mache Sie darauf aufmerksam, dass die Antwort auf dieses Problem die thermochemische Reaktionsgleichung selbst ist.

Reis. 2. Formulierung der Lösung von Problem 2

1. Sammlung von Aufgaben und Übungen in Chemie: 8. Klasse: zum Lehrbuch. PA Orzhekovsky und andere: „Chemie. Klasse 8 / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titow, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006. (S. 80-84)

2. Chemie: anorganisch. Chemie: Lehrbuch. für 8kl. Allgemeines inst. /G.E. Rudzitis, F.G. Feldmann. - M.: Aufklärung, JSC "Moskauer Lehrbücher", 2009. (§23)

3. Enzyklopädie für Kinder. Band 17. Chemie / Kapitel. bearbeitet von V.A. Wolodin, führend. wissenschaftlich ed. I. Leenson. - M.: Avanta+, 2003.

Zusätzliche Webressourcen

1. Problemlösung: Berechnungen nach thermochemischen Gleichungen ().

2. Thermochemische Gleichungen ().

Hausaufgaben

1) mit. 69 Aufgaben №№ 1,2 aus dem Lehrbuch "Chemie: Anorgan. Chemie: Lehrbuch. für 8kl. Allgemeines inst.» /G.E. Rudzitis, F.G. Feldmann. - M .: Bildung, JSC "Moskauer Lehrbücher", 2009.

2) S.80-84 Nr. 241, 245 aus der Aufgaben- und Übungssammlung Chemie: 8. Klasse: zum Lehrbuch. PA Orzhekovsky und andere: „Chemie. Klasse 8 / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titow, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.

Thermochemische Gleichungen. Wärmemenge. die als Ergebnis der Reaktion zwischen bestimmten Mengen von Reagenzien, angegeben durch stöchiometrische Koeffizienten, freigesetzt oder absorbiert wird, wird als thermischer Effekt einer chemischen Reaktion bezeichnet und üblicherweise mit dem Symbol Q bezeichnet. Exotherme und endotherme Reaktionen. Hessisches thermochemisches Gesetz Reaktionen, die unter Freisetzung von Energie in Form von Wärme ablaufen, werden als exotherm bezeichnet; Reaktionen, die unter Aufnahme von Energie in Form von Wärme ablaufen, sind endotherm. Es ist erwiesen, dass bei isobaren chemischen Prozessen die freigesetzte (bzw. aufgenommene) Wärme ein Maß für die Abnahme (bzw. Zunahme) der Reaktionsenthalpie LA ist. Somit ist bei exothermen Reaktionen, wenn Wärme freigesetzt wird, AH negativ. Bei endothermen Reaktionen (Wärmeaufnahme) ist AH positiv. Die Größe der thermischen Wirkung einer chemischen Reaktion hängt von der Art der Ausgangsstoffe und Reaktionsprodukte, ihrem Aggregatzustand und der Temperatur ab. Die Reaktionsgleichung, auf deren rechter Seite neben den Reaktionsprodukten die Änderung der Enthalpie AN oder der thermische Effekt der Reaktion Qp angegeben ist, heißt thermochemisch. Ein Beispiel für eine exotherme Reaktion ist die Reaktion der Wasserbildung: 2H2(G) + O2(g) = 2H20(G) Um diese Reaktion durchzuführen, muss Energie aufgewendet werden, um Bindungen in H2- und O2-Molekülen aufzubrechen Energie sind jeweils gleich 435 und 494 kJ / mol . Andererseits setzt die Bildung einer OH-Bindung 462 kJ/mol Energie frei. Die Gesamtenergiemenge (1848 kJ), die während der Bildung von OH-Bindungen freigesetzt wird, ist größer als die Gesamtenergiemenge (1364 kJ), die zum Aufbrechen der Bindungen H - H und O \u003d O aufgewendet wird, daher ist die Reaktion exotherm. d.h. bei der Bildung werden zwei Mol dampfförmiges Wasser 484 kJ Energie freisetzen. Die Reaktionsgleichung für die Bildung von Wasser, geschrieben unter Berücksichtigung der Enthalpieänderung Exotherme und endotherme Reaktionen. Das hessische thermochemische Gesetz wird bereits eine thermochemische Reaktionsgleichung sein. Ein Beispiel für eine endotherme Reaktion stellt die Bildung von Stickstoffmonoxid (II) dar. Um diese Reaktion durchzuführen, muss Energie aufgewendet werden, um die N = N- und 0 = 0-Bindungen in den Molekülen der Ausgangsstoffe zu brechen. Sie sind gleich 945 bzw. 494 kJ/mol. Bei der Bildung der N = O-Bindung wird Energie in Höhe von 628,5 kJ / mol freigesetzt. Die zum Aufbrechen der Bindungen in den Molekülen der Ausgangsstoffe erforderliche Gesamtenergiemenge beträgt 1439 kJ und ist größer als die freigesetzte Energie der Bindungsbildung in den Molekülen des Reaktionsprodukts (1257 kJ). Daher ist die Reaktion endotherm und erfordert die Aufnahme von Energie in Höhe von 182 kJ aus der Umgebung. Thermochemische Gleichungen Exotherme und endotherme Reaktionen. Hessisches thermochemisches Gesetz Dies erklärt, warum Stickoxid (II) nur bei hohen Temperaturen entsteht, zB in Autoabgasen, bei Blitzentladungen und nicht unter normalen Bedingungen.

Um die energetischen Wirkungen verschiedener Prozesse vergleichen zu können, werden thermische Wirkungen ermittelt normale Bedingungen. Der Standarddruck beträgt 100 kPa (1 bar), Temperatur 25 0 C (298 K), Konzentration - 1 mol / l. Befinden sich Ausgangsstoffe und Reaktionsprodukte im Normalzustand, spricht man von Wärmeeinwirkung einer chemischen Reaktion System Standard Enthalpie und bezeichnet ΔN 0 298 oder ΔN 0 .

Die Gleichungen chemischer Reaktionen, die den thermischen Effekt angeben, werden genannt Thermochemische Gleichungen.

In thermochemischen Gleichungen werden der Phasenzustand und die polymorphe Modifikation der reagierenden und gebildeten Stoffe angegeben: g - gasförmig, g - flüssig, k - kristallin, m - fest, p - gelöst usw. Wenn die Aggregatzustände der Stoffe für die Reaktionsbedingungen sind offensichtlich, zum Beispiel Ö 2 , N 2 , N 2 - Gase, Al 2 Ö 3 , CaCO 3 - Feststoffe usw. bei 298 K dürfen sie nicht angezeigt werden.

Die thermochemische Gleichung beinhaltet den thermischen Effekt der Reaktion ΔN, die in der modernen Terminologie neben der Gleichung geschrieben wird. Zum Beispiel:

Mit 6 H 6 (W) + 7,5O 2 = 6CO 2 + 3H 2 Ö (W) ΔN 0 = - 3267,7 kJ

N 2 + 3H 2 = 2NH 3(G) ΔN 0 = - 92,4 kJ.

Es kann sowohl mit thermochemischen Gleichungen als auch mit algebraischen Gleichungen (addieren, subtrahieren, multiplizieren mit einem konstanten Wert etc.) operieren.

Thermochemische Gleichungen werden oft (aber nicht immer) für ein Mol der betreffenden Substanz (produziert oder verbraucht) angegeben. Gleichzeitig können andere Prozessbeteiligte die Gleichung mit gebrochenen Koeffizienten eingeben. Dies ist erlaubt, da thermochemische Gleichungen nicht mit Molekülen, sondern mit Stoffmolen arbeiten.

Thermochemische Berechnungen

Die thermischen Effekte chemischer Reaktionen werden sowohl experimentell als auch durch thermochemische Berechnungen bestimmt.

Thermochemische Berechnungen basieren auf Das Gesetz von Hess(1841):

Die thermische Wirkung der Reaktion hängt nicht vom Verlauf der Reaktion (dh von der Anzahl der Zwischenstufen) ab, sondern wird durch den Anfangs- und Endzustand des Systems bestimmt.

Beispielsweise kann die Verbrennungsreaktion von Methan nach folgender Gleichung ablaufen:

CH 4 +2O 2 = CO 2 + 2 Std 2 Ö (G) ΔN 0 1 = -802,34 kJ

Die gleiche Reaktion kann durch die Stufe der Bildung von CO durchgeführt werden:

CH 4 +3/2O 2 = CO + 2H 2 Ö (G) ΔN 0 2 = -519,33 kJ

CO +1/2O 2 = CO 2 ΔN 0 3 = -283,01 kJ

Dabei stellt sich heraus, dass ΔN 0 1 = ΔH 0 2 + ΔН 0 3 . Daher ist der thermische Effekt der entlang der beiden Wege ablaufenden Reaktion gleich. Das Hesssche Gesetz lässt sich anhand von Enthalpiediagrammen gut veranschaulichen (Abb. 2).

Aus dem Hessschen Gesetz folgt eine Reihe von Konsequenzen:

1. Die Wärmewirkung der Hinreaktion ist gleich der Wärmewirkung der Rückreaktion mit umgekehrtem Vorzeichen.

2. Wenn das System durch eine Reihe aufeinanderfolgender chemischer Reaktionen in einen Zustand gelangt, der vollständig mit dem ursprünglichen übereinstimmt, dann ist die Summe der thermischen Effekte dieser Reaktionen gleich Null ( ΔN= 0). Die Prozesse, bei denen das System nach aufeinanderfolgenden Transformationen in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt, werden als Kreisprozesse oder bezeichnet Fahrräder. Die Zyklusmethode wird häufig in thermochemischen Berechnungen verwendet. .

3. Die Enthalpie einer chemischen Reaktion ist gleich der Summe der Bildungsenthalpien der Reaktionsprodukte abzüglich der Summe der Bildungsenthalpien der Ausgangsstoffe unter Berücksichtigung stöchiometrischer Koeffizienten.

Hier treffen wir auf das Konzept „Bildungsenthalpie“.

Die Bildungsenthalpie (Wärme) einer chemischen Verbindung ist die Wärmewirkung der Bildungsreaktion von 1 Mol dieser Verbindung aus einfachen Substanzen, die unter gegebenen Bedingungen in ihrem stabilen Zustand genommen werden.Üblicherweise werden die Bildungswärmen auf den Normalzustand bezogen, d.h. 25 0 C (298 K) und 100 kPa. Die Standardbildungsenthalpien von Chemikalien sind angegeben ΔN 0 298 (oder ΔN 0 ), werden in kJ/mol gemessen und sind in Fachbüchern angegeben. Die Bildungsenthalpie einfacher Substanzen, die bei 298 K und einem Druck von 100 kPa stabil sind, wird gleich Null genommen.

In diesem Fall ist die Konsequenz aus dem Hessschen Gesetz für den thermischen Effekt einer chemischen Reaktion ( ΔN (HR)) sieht aus wie:

ΔN (HR) = ∑ΔН 0 Reaktionsprodukte - ∑ΔN 0 Ausgangsmaterialien

Mit dem Hessschen Gesetz kann man die Energie einer chemischen Bindung, die Energie von Kristallgittern, die Verbrennungswärme von Brennstoffen, den Kaloriengehalt von Lebensmitteln usw. berechnen.

Die gebräuchlichsten Berechnungen sind die Berechnung thermischer Wirkungen (Enthalpien) von Reaktionen, die für technologische und wissenschaftliche Zwecke notwendig sind.

Beispiel 1 Schreiben Sie die thermochemische Gleichung für die Reaktion zwischen SO 2(G) und Wasserstoff, was zur Bildung führt CH 4(G) und H 2 Ö (G) , dessen thermischer Effekt auf der Grundlage der im Anhang angegebenen Daten berechnet wird. Wie viel Wärme wird bei dieser Reaktion freigesetzt, wenn 67,2 Liter Methan unter Standardbedingungen aufgenommen werden?

Entscheidung.

SO 2(G) + 3H 2(G) = CH 4(G) + 2 Std 2 Ö (G)

Im Verzeichnis (Anwendung) finden wir die Standardbildungswärmen der am Prozess beteiligten Verbindungen:

ΔN 0 (SO 2(G) ) \u003d -393,51 kJ / mol ΔN 0 (CH 4(G) ) = -74,85 kJ/mol ΔN 0 (H 2(G) ) = 0 kJ/mol ΔN 0 (H 2 Ö (G) ) = -241,83 kJ/mol

Bitte beachten Sie, dass die Bildungswärme von Wasserstoff, wie bei allen einfachen Substanzen in ihrem stabilen Zustand unter bestimmten Bedingungen, Null ist. Wir berechnen den thermischen Effekt der Reaktion:

ΔN (HR) = ∑ΔN 0 (prod.) -∑ΔN 0 (ref.) =

ΔN 0 (CH 4(G) ) + 2ΔН 0 (H 2 Ö (G) ) - ΔН 0 (SO 2(G) ) -3ΔН 0 (H 2(G) )) =

74,85 + 2 (-241,83) - (-393,51) - 3 0 \u003d -165,00 kJ / mol.

Die thermochemische Gleichung hat die Form:

SO 2(G) + 3H 2(G) = CH 4(G) + 2 Std 2 Ö (G) ; ΔN= -165,00 kJ

Nach dieser thermochemischen Gleichung werden bei Aufnahme von 1 mol 165,00 kJ Wärme freigesetzt, d.h. 22,4 Liter Methan. Die bei Aufnahme von 67,2 Liter Methan freigesetzte Wärmemenge ergibt sich aus dem Verhältnis:

22,4 l -- 165,00 kJ 67,2 165,00

67,2 l -- Q kJ Q = ------ = 22,4

Beispiel 2 Bei der Verbrennung von 1 l Ethylen C 2 H 4 (G) (Normbedingungen) unter Bildung von gasförmigem Kohlenmonoxid (IV) und flüssigem Wasser werden 63,00 kJ Wärme freigesetzt. Berechnen Sie aus diesen Daten die molare Verbrennungsenthalpie von Ethylen und schreiben Sie die thermochemische Reaktionsgleichung auf. Berechnen Sie die Bildungsenthalpie von C 2 H 4 (G) und vergleichen Sie den erhaltenen Wert mit den Literaturdaten (Anhang).

Entscheidung. Wir setzen den chemischen Teil der erforderlichen thermochemischen Gleichung zusammen und gleichen ihn aus:

Mit 2 H 4(G) + 3O 2(G) = 2СО 2(G) + 2 Std 2 Ö (W) ;  H= ?

Die erstellte thermochemische Gleichung beschreibt die Verbrennung von 1 mol, d.h. 22,4 Liter Ethylen. Die dafür benötigte molare Verbrennungswärme von Ethylen ergibt sich aus dem Verhältnis:

1l -- 63,00 kJ 22,4 63,00

22,4 l -- Q kJ Q = ------ =

1410,96 kJ

H = -Q, hat die thermochemische Gleichung für die Verbrennung von Ethylen die Form: Mit 2 H 4(G) + 3O 2(G) = 2СО 2(G) + 2 Std 2 Ö (W) ;  H= -1410,96 kJ

Zur Berechnung der Bildungsenthalpie Mit 2 H 4(G) Wir ziehen eine Folgerung aus dem Hess-Gesetz: ΔN (HR) = ∑ΔN 0 (prod.) -∑ΔN 0 (ref.).

Wir verwenden die von uns gefundene Ethylen-Verbrennungsenthalpie und die im Anhang angegebenen Bildungsenthalpien aller (außer Ethylen) am Prozess Beteiligten.

1410,96 = 2 (-393,51) + 2 (-285,84) - ΔN 0 (Mit 2 H 4(G) ) - dreißig

Von hier ΔN 0 (Mit 2 H 4(G) ) = 52,26 kJ/mol. Dies entspricht dem im Anhang angegebenen Wert und beweist die Richtigkeit unserer Berechnungen.

Beispiel 3 Schreiben Sie die thermochemische Gleichung für die Bildung von Methan aus einfachen Substanzen auf und berechnen Sie die Enthalpie dieses Prozesses aus den folgenden thermochemischen Gleichungen:

CH 4(G) + 2O 2(G) = CO 2(G) + 2 Std 2 Ö (W) ΔN 1 = -890,31 kJ (1)

Mit (GRAPHIT) + Ö 2(G) = CO 2(G)  H 2 = -393,51 kJ (2)

H 2(G) + ½O 2(G) = H 2 Ö (W)  H 3 = -285,84 kJ (3)

Vergleichen Sie den erhaltenen Wert mit den Tabellendaten (Anwendung).

Entscheidung. Wir setzen den chemischen Teil der erforderlichen thermochemischen Gleichung zusammen und gleichen ihn aus:

Mit (GRAPHIT) + 2 Std 2(G) = CH 4(G)  H 4 =  H 0 (CH 4(G)) ) =? (4)

Mit thermochemischen Gleichungen kann man genauso operieren wie mit algebraischen. Als Ergebnis algebraischer Operationen mit den Gleichungen 1, 2 und 3 müssen wir Gleichung 4 erhalten. Dazu multiplizieren Sie Gleichung 3 mit 2, addieren das Ergebnis zu Gleichung 2 und subtrahieren Gleichung 1.

2H 2(G) + Ö 2(G) = 2N 2 Ö (W)  H 0 (CH 4(G) ) = 2  H 3 +  H 2 -  H 1

+C (GRAPHIT) + Ö 2(G) + CO 2(G)  H 0 (CH 4(G) ) = 2(-285,84)

- CH 4(G) - 2O 2(G) -CO 2(G) - 2 Std 2 Ö (W) + (-393,51)

Mit (GRAPHIT) + 2 Std 2(G) = CH 4(G)  H 0 (CH 4(G) ) = -74,88 kJ

Dies entspricht dem im Anhang angegebenen Wert, der die Richtigkeit unserer Berechnungen beweist.

Aufgabe 1.
Beim Verbrennen von 560 ml (N.O.) Acetylen nach der thermochemischen Gleichung:
2C 2 H 2 (G) + 5O 2 (g) \u003d 4CO 2 (G) + 2H 2 O (G) + 2602,4 kJ
stach heraus:
1) 16,256 kJ; 2) 32,53 kJ; 3) 32530 kJ; 4) 16265kJ
Gegeben:
Volumen Acetylen: V (C 2 H 2) \u003d 560 ml.
Find: die Menge der freigesetzten Wärme.
Entscheidung:
Um die richtige Antwort auszuwählen, ist es am bequemsten, den in der Aufgabe gesuchten Wert zu berechnen und ihn mit den vorgeschlagenen Optionen zu vergleichen. Die Berechnung nach der thermochemischen Gleichung unterscheidet sich nicht von der Berechnung nach der üblichen Reaktionsgleichung. Über der Reaktion geben wir die Daten in der Bedingung und die gewünschten Werte an, unter der Reaktion - ihre Verhältnisse gemäß den Koeffizienten. Wärme ist eines der Produkte, daher betrachten wir ihren numerischen Wert als Koeffizient.

Wenn wir die erhaltene Antwort mit den vorgeschlagenen Optionen vergleichen, sehen wir, dass Antwort Nr. 2 geeignet ist.
Ein kleiner Trick, der unaufmerksame Schüler zur falschen Antwort Nr. 3 verleitete, waren die Einheiten des Acetylenvolumens. Das in der Bedingung angegebene Volumen in Millilitern muss in Liter umgerechnet worden sein, da das molare Volumen in (l/mol) gemessen wird.

Gelegentlich gibt es Probleme, bei denen die thermochemische Gleichung unabhängig vom Wert der Bildungswärme eines komplexen Stoffes aufgestellt werden muss.

Aufgabe 1.2.
Die Bildungswärme von Aluminiumoxid beträgt 1676 kJ/mol. Bestimmen Sie den thermischen Effekt der Reaktion, bei der die Wechselwirkung von Aluminium mit Sauerstoff entsteht
25,5 g Al 2 O 3 .
1) 140kJ; 2) 209,5 kJ; 3) 419kJ; 4) 838kJ.
Gegeben:
Bildungswärme von Aluminiumoxid: Qobr (Al 2 O 3) = = 1676 kJ/mol;
Masse des erhaltenen Aluminiumoxids: m (A1 2 O 3) \u003d 25,5 g.
Finden: thermische Wirkung.
Entscheidung:
Diese Art von Problem kann auf zwei Arten gelöst werden:
ich weg
Die Bildungswärme eines komplexen Stoffes ist definitionsgemäß die Wärmewirkung der chemischen Reaktion der Bildung von 1 Mol dieses komplexen Stoffes aus einfachen Stoffen.
Wir schreiben die Reaktion der Bildung von Aluminiumoxid aus A1 und O 2 auf. Bei der Anordnung der Koeffizienten in der resultierenden Gleichung berücksichtigen wir, dass vor A1 2 O 3 ein Koeffizient stehen sollte "ein" , was der Stoffmenge in 1 mol entspricht. In diesem Fall können wir die in der Bedingung angegebene Bildungswärme verwenden:
2A1 (TV) + 3 / 2O 2 (g) -----> A1 2 O 3 (TV) + 1676 kJ
Wir haben eine thermochemische Gleichung erhalten.
Damit der Koeffizient vor A1 2 O 3 gleich "1" bleibt, muss der Koeffizient vor Sauerstoff gebrochen sein.
Beim Schreiben von thermochemischen Gleichungen sind Bruchkoeffizienten erlaubt.
Wir berechnen die Wärmemenge, die bei der Bildung von 25,5 g Al 2 O 3 freigesetzt wird:

Wir machen einen Anteil:
bei Erhalt von 25,5 g A1 2 O 3 x kJ wird freigesetzt (je nach Bedingung)
bei Erhalt von 102 g A1 2 O 3 werden 1676 kJ freigesetzt (gemäß Gleichung)

Die passende Antwort ist #3.
Bei der Lösung der letzten Aufgabe in den Bedingungen des Einheitlichen Staatsexamens konnte auf die Aufstellung einer thermochemischen Gleichung verzichtet werden. Betrachten wir diese Methode.
II-Methode
Nach der Definition der Bildungswärme werden bei der Bildung von 1 mol Al 2 O 3 1676 kJ freigesetzt. Die Masse von 1 mol A1 2 O 3 beträgt 102 g, daher ist es möglich, eine Proportion zu machen:
Bei der Bildung von 102 g Al 2 O 3 werden 1676 kJ freigesetzt
x kJ werden bei der Bildung von 25,5 g Al 2 O 3 freigesetzt

Die passende Antwort ist #3.
Antwort: Q = 419kJ.

Aufgabe 1.3.
Bei der Bildung von 2 mol CuS aus einfachen Stoffen werden 106,2 kJ Wärme freigesetzt. Bei der Bildung von 288 g CuS wird Wärme freigesetzt in Höhe von:
1) 53,1 kJ; 2) 159,3 kJ; 3) 212,4 kJ; 4) 26,6 kJ
Entscheidung:
Finden Sie die Masse von 2 mol CuS:
m(CuS) = n(CuS) . M(CuS) = 2. 96 = 192
Im Text der Bedingung ersetzen wir anstelle des Wertes der Menge des Stoffes CuS die Masse von 2 Mol dieses Stoffes und erhalten den fertigen Anteil:
bei der Bildung von 192 g CuS werden 106,2 kJ Wärme freigesetzt
bei der Bildung von 288 g CuS wird um die Menge Wärme freigesetzt X kJ.

Passende Antwort Nummer 2.

Die zweite Art von Problemen kann sowohl nach dem Gesetz der volumetrischen Beziehungen als auch ohne seine Verwendung gelöst werden. Sehen wir uns beide Lösungen anhand eines Beispiels an.

Aufgaben zur Anwendung des Volumengesetzes:

Aufgabe 1.4.
Bestimmen Sie das Sauerstoffvolumen (n.o.s.), das erforderlich ist, um 5 Liter Kohlenmonoxid (o.s.) zu verbrennen.
1) 5 l; 2) 10 l; 3) 2,5 l; 4) 1,5 l.
Gegeben:
Kohlenmonoxidvolumen (n.o.): VCO) = 5 l.
Finden: Sauerstoffvolumen (n.o.): V (O 2) \u003d?
Entscheidung:
Zunächst müssen Sie eine Reaktionsgleichung aufstellen:
2 CO + O 2 \u003d 2 CO
n = 2 mol n = 1 mol
Wir wenden das Gesetz der Volumenverhältnisse an:

Wir finden das Verhältnis durch die Reaktionsgleichung und
V(CO) wird der Bedingung entnommen. Wenn wir alle diese Werte in das Gesetz der Volumenverhältnisse einsetzen, erhalten wir:

Daher: V (O 2) \u003d 5/2 \u003d 2,5 l.
Die passende Antwort ist #3.
Ohne das Gesetz der volumetrischen Verhältnisse zu verwenden, wird das Problem durch Berechnung nach der Gleichung gelöst:

Wir machen einen Anteil:
5 l CO2 interagieren mit chl O2 (gemäß Bedingung) 44,8 l CO2 interagieren mit 22,4 l O2 (gemäß Gleichung):

Wir haben die gleiche Antwortoption Nummer 3 erhalten.