Ongelma 10.1. Termokemiallista yhtälöä käyttämällä: 2H 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2H 2O (g) + 484 kJ, määritä muodostuvan veden massa, jos vapautuisi 1479 kJ energiaa.

Päätös. Kirjoitamme reaktioyhtälön muodossa:

Meillä on
x = (2 mol 1479 kJ) / (484 kJ) = 6,11 mol.
Missä
m (H 2 O) \u003d v M \u003d 6,11 mol 18 g / mol \u003d 110 g
Jos ongelman tila ei osoita reagoivan aineen määrää, vaan ilmoittaa vain tietyn määrän (massan tai tilavuuden) muutoksen, joka yleensä viittaa aineiden seokseen, on tarkoituksenmukaista ottaa käyttöön lisätermi tätä muutosta vastaavaan reaktioyhtälöön.

Ongelma 10.2. Etaanin ja asetyleenin seokseen, jonka tilavuus oli 10 l (n.o.), lisättiin 10 l (n.o.) vetyä. Seos johdettiin kuumennetun platinakatalyytin yli. Kun reaktiotuotteet oli saatettu alkuolosuhteisiin, seoksen tilavuudesta tuli 16 litraa. Määritä asetyleenin massaosuus seoksesta.

Päätös. Vety reagoi asetyleenin kanssa, mutta ei etaanin kanssa.
C 2 H 6 + H 2 2 ≠
C 2 H 2 + 2 H 2 → C 2 H 6
Tässä tapauksessa järjestelmän äänenvoimakkuus pienenee
ΔV \u003d 10 + 10 - 16 \u003d 4 l.
Tilavuuden pieneneminen johtuu siitä, että tuotteen tilavuus (C 2 H 6) on pienempi kuin reagenssien (C 2 H 2 ja H 2) tilavuus.
Kirjoitamme reaktioyhtälön ottamalla käyttöön lausekkeen ΔV.
Jos reaktioon tulee 1 l C 2 H 2 ja 2 l H 2 ja muodostuu 1 l C 2 H 6 , niin
ΔV \u003d 1 + 2 - 1 \u003d 2 l.


Yhtälöstä voidaan nähdä, että
V (C 2 H 2) \u003d x \u003d 2 l.
Sitten
V (C 2 H 6) \u003d (10 - x) \u003d 8 l.
Ilmaisusta
m/M = V/V M
meillä on
m = M V / V M
m (C 2 H 2) \u003d M V / V M\u003d (26 g / mol 2l) / (22,4 l / mol) \u003d 2,32 g,
m (C 2 H 6) \u003d M V / V M,
m (seokset) \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 (seokset) \u003d 2,32 g / 13,03 g \u003d 0,18.

Ongelma 10.3. Rautalevy, joka painoi 52,8 g, asetettiin kupari(II)sulfaattiliuokseen. Määritä liuenneen raudan massa, jos levyn massa on 54,4 g.

Päätös. Levyn massan muutos on:
Δm = 54,4 - 52,8 = 1,6 g.
Kirjoitetaan reaktioyhtälö. Voidaan nähdä, että jos levystä liukenee 56 g rautaa, niin levylle kertyy 64 g kuparia ja levystä tulee 8 g painavampi:


Se on selvää
m(Fe) \u003d x \u003d 56 g 1,6 g / 8 g \u003d 11,2 g.

Ongelma 10.4. 100 g:aan kloorivety- ja typpihapon seosta sisältävää liuosta liukenee enintään 24,0 g kupari(II)oksidia. Liuoksen haihduttamisen ja jäännöksen kalsinoinnin jälkeen sen massa on 29,5 g. Kirjoita tapahtuvien reaktioiden yhtälöt ja määritä suolahapon massaosa alkuliuoksessa.

Päätös. Kirjoitetaan reaktioyhtälöt:
CuO + 2HCl \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)
Voidaan nähdä, että massan lisäys 24,0 g:sta 29,5 g:aan liittyy vain ensimmäiseen reaktioon, koska reaktion (2) mukaisesti typpihappoon liuennut kuparioksidi muuttui reaktion (3) aikana jälleen reaktion (3) kuparioksidiksi. sama massa. Jos reaktion (1) aikana 1 mol CuO:ta, jonka massa on 80 g, reagoi ja muodostuu 1 mol CuCl 2:ta, jonka massa on 135 g, niin massa kasvaa 55 g. Ottaen huomioon, että massa 2 mol HCl on 73 g, kirjoitetaan yhtälö (1) uudelleen lisäämällä lauseke Δm.

Se on selvää
m (HCl) \u003d x \u003d 73 g 5,5 g / 55 g \u003d 7,3 g.
Etsi hapon massaosa:
w(HCl) = m(HCl) / m liuos =
= 7,3 g / 100 g = 0,073.

Oppitunnin materiaaleista opit, mitä kemiallisen reaktion yhtälöä kutsutaan termokemialliseksi. Oppitunti on omistettu reaktioiden termokemiallisen yhtälön laskenta-algoritmin tutkimiselle.

Aihe: Aineet ja niiden muunnokset

Oppitunti: Laskutoimitukset lämpökemiallisten yhtälöiden avulla

Melkein kaikki reaktiot etenevät lämmön vapautuessa tai imeytyessä. Reaktion aikana vapautuvan tai absorboituneen lämmön määrää kutsutaan kemiallisen reaktion lämpövaikutus.

Jos lämpövaikutus kirjoitetaan kemiallisen reaktion yhtälöön, niin tällaista yhtälöä kutsutaan termokemiallinen.

Termokemiallisissa yhtälöissä, toisin kuin tavanomaisissa kemiallisissa yhtälöissä, aineen aggregaatiotila (kiinteä, nestemäinen, kaasumainen) on välttämättä osoitettu.

Esimerkiksi kalsiumoksidin ja veden välisen reaktion termokemiallinen yhtälö näyttää tältä:

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

Kemiallisen reaktion aikana vapautuvan tai absorboituneen lämmön Q määrä on verrannollinen lähtöaineen tai tuotteen aineen määrään. Siksi lämpökemiallisia yhtälöitä käyttämällä voidaan tehdä erilaisia ​​laskelmia.

Harkitse esimerkkejä ongelmanratkaisusta.

Tehtävä 1:Määritä 3,6 g:n veden hajoamiseen kuluvan lämmön määrä veden hajoamisreaktion TCA:n mukaisesti:

Voit ratkaista tämän ongelman käyttämällä suhdetta:

36 g:n vettä hajoamisen aikana imeytyi 484 kJ

hajotessa 3,6 g absorboitunutta vettä x kJ

Siten reaktion yhtälö voidaan laatia. Ongelman täydellinen ratkaisu on esitetty kuvassa 1.

Riisi. 1. Tehtävän 1 ratkaisun muotoilu

Ongelma voidaan muotoilla siten, että sinun on kirjoitettava termokemiallinen reaktioyhtälö. Tarkastellaanpa esimerkkiä tällaisesta tehtävästä.

Tehtävä 2: 7 g raudan vuorovaikutus rikin kanssa vapauttaa 12,15 kJ lämpöä. Tee näiden tietojen perusteella termokemiallinen yhtälö reaktiolle.

Kiinnitän huomionne siihen tosiasiaan, että vastaus tähän ongelmaan on itse termokemiallinen reaktioyhtälö.

Riisi. 2. Tehtävän 2 ratkaisun muotoilu

1. Kokoelma kemian tehtäviä ja harjoituksia: 8. luokka: oppikirjaan. P.A. Oržekovski ym. "Kemia. Luokka 8 / P.A. Oržekovski, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006. (s. 80-84)

2. Kemia: epäorgaaninen. kemia: oppikirja. hintaan 8kl. yleistä inst. /G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: Enlightenment, JSC "Moscow textbooks", 2009. (§23)

3. Tietosanakirja lapsille. Osa 17. Kemia / Luku. toimittanut V.A. Volodin, johtava. tieteellinen toim. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003.

Muita verkkoresursseja

1. Ongelmanratkaisu: laskelmat termokemiallisten yhtälöiden ().

2. Termokemialliset yhtälöt ().

Kotitehtävät

1) kanssa. 69 tehtävää №№ 1,2 oppikirjasta "Kemia: epäorgaaninen. kemia: oppikirja. hintaan 8kl. yleistä inst.» /G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M .: Koulutus, JSC "Moskovan oppikirjat", 2009.

2) s. 80-84 nro 241, 245 kemian tehtävien ja harjoitusten kokoelmasta: 8. luokka: oppikirjaan. P.A. Oržekovski ym. "Kemia. Luokka 8 / P.A. Oržekovski, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.

Termokemialliset yhtälöt. Lämmön määrä. Sitä, joka vapautuu tai imeytyy tiettyjen reagenssimäärien välisen reaktion seurauksena stökiömetrisillä kertoimilla ilmaistuna, kutsutaan kemiallisen reaktion lämpövaikutukseksi ja sitä merkitään yleensä symbolilla Q. Eksotermiset ja endotermiset reaktiot. Hessen termokemiallinen laki Reaktioita, jotka etenevät energian vapautuessa lämmön muodossa, kutsutaan eksotermisiksi; reaktiot, jotka etenevät energian absorboimalla lämmön muodossa, ovat endotermisiä. On todistettu, että isobarisissa kemiallisissa prosesseissa vapautunut (tai absorboitunut) lämpö on LA-reaktion entalpian pienenemisen (tai vastaavasti lisääntymisen) mitta. Siten eksotermisissä reaktioissa, kun lämpöä vapautuu, AH on negatiivinen. Endotermisissä reaktioissa (lämpö imeytyy) AH on positiivinen. Kemiallisen reaktion lämpövaikutuksen suuruus riippuu lähtöaineiden ja reaktiotuotteiden laadusta, niiden aggregaatiotilasta ja lämpötilasta. Reaktioyhtälöä, jonka oikealla puolella reaktiotuotteiden ohella näkyy entalpian muutos AH tai reaktion lämpövaikutus Qp, kutsutaan termokemialliseksi. Esimerkki eksotermisestä reaktiosta on veden muodostumisreaktio: 2H2(G) + 02(g) = 2H20(G) Tämän reaktion suorittamiseksi on tarpeen käyttää energiaa H2- ja 02-molekyylien sidosten katkaisemiseen. energian määrä on vastaavasti 435 ja 494 kJ/mol. Toisaalta O-H-sidoksen muodostuminen vapauttaa 462 kJ/mol energiaa. O-H-sidosten muodostumisen aikana vapautuva kokonaisenergiamäärä (1848 kJ) on suurempi kuin H-H- ja O \u003d O -sidosten katkaisemiseen kuluva kokonaisenergiamäärä (1364 kJ), joten reaktio on eksoterminen, eli muodostumisen aikana kaksi moolia höyryistä vettä vapauttaa 484 kJ energiaa. Veden muodostumisen reaktioyhtälö, joka on kirjoitettu ottaen huomioon entalpian muutos Eksotermiset ja endotermiset reaktiot. Hessen termokemiallinen laki tulee olemaan jo termokemiallinen reaktioyhtälö. Esimerkki endotermisestä reaktiosta on typpioksidin (II) muodostuminen, jonka suorittamiseksi on tarpeen käyttää energiaa lähtöaineiden molekyyleissä olevien sidosten N = N ja 0 = 0 katkaisemiseen. Ne ovat vastaavasti 945 ja 494 kJ/mol. Kun N = O -sidos muodostuu, vapautuu energiaa 628,5 kJ/mol. Lähtöaineiden molekyyleissä olevien sidosten katkaisemiseen tarvittava kokonaisenergiamäärä on 1439 kJ ja enemmän kuin reaktiotuotteen molekyyleissä vapautuva sidoksen muodostumisenergia (1257 kJ). Siksi reaktio on endoterminen ja vaatii 182 kJ:n energian imeytymistä ympäristöstä. Termokemialliset yhtälöt Eksotermiset ja endotermiset reaktiot. Hessen termokemiallinen laki Tämä selittää, miksi typpioksidia (II) muodostuu vain korkeissa lämpötiloissa, esimerkiksi autojen pakokaasuissa, salamapurkauksissa, eikä sitä muodostu normaaleissa olosuhteissa.

Eri prosessien energiavaikutusten vertailua varten lämpövaikutukset määritetään klo vakioolosuhteet. Vakiopaine on 100 kPa (1 bar), lämpötila 25 0 C (298 K), pitoisuus - 1 mol/l. Jos reaktion alkuaineet ja tuotteet ovat standarditilassa, kutsutaan kemiallisen reaktion lämpövaikutusta järjestelmän standardientalpia ja merkitty ΔN 0 298 tai ΔN 0 .

Termistä vaikutusta osoittavia kemiallisten reaktioiden yhtälöitä kutsutaan termokemialliset yhtälöt.

Termokemiallisissa yhtälöissä ilmoitetaan reagoivien ja muodostuneiden aineiden faasitila ja polymorfinen muunnos: g - kaasu, g - neste, k - kiteinen, m - kiinteä, p - liuennut jne. Jos aineiden aggregaattitilat reaktio-olosuhteet ovat ilmeiset, esim. O 2 , N 2 , N 2 - kaasut, Al 2 O 3 , CaCO 3 - kiinteät aineet jne. 298 K:ssa niitä ei saa ilmoittaa.

Termokemiallinen yhtälö sisältää reaktion lämpövaikutuksen ΔN, joka modernissa terminologiassa kirjoitetaan yhtälön viereen. Esimerkiksi:

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

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

On mahdollista käyttää lämpökemiallisia yhtälöitä sekä algebrallisia yhtälöitä (lisää, vähennä toisistaan, kerro vakioarvolla jne.).

Termokemialliset yhtälöt annetaan usein (mutta ei aina) yhdelle kyseisen aineen (tuotetun tai kulutetun) moolille. Samanaikaisesti muut prosessin osallistujat voivat syöttää yhtälöön murtokertoimien avulla. Tämä on sallittua, koska termokemialliset yhtälöt eivät toimi molekyylien, vaan aineiden moolien kanssa.

Termokemialliset laskelmat

Kemiallisten reaktioiden lämpövaikutukset määritetään sekä kokeellisesti että termokemiallisin laskelmin.

Termokemialliset laskelmat perustuvat Hessin laki(1841):

Reaktion lämpövaikutus ei riipu reitistä, jota pitkin reaktio etenee (eli välivaiheiden lukumäärästä), vaan sen määrää järjestelmän alku- ja lopputila.

Esimerkiksi metaanin palamisreaktio voi edetä yhtälön mukaisesti:

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

Sama reaktio voidaan suorittaa CO:n muodostumisvaiheen läpi:

CH 4 +3/20 2 = CO + 2H 2 O (G) ΔN 0 2 = -519,33 kJ

CO +1/20 2 = CO 2 ΔN 0 3 = -283,01 kJ

Näin tehdessään käy ilmi, että ΔN 0 1 = ΔH 0 2 + ΔН 0 3 . Siksi molempia polkuja pitkin etenevän reaktion lämpövaikutus on sama. Hessin lakia havainnollistetaan hyvin entalpiakaavioilla (kuva 2)

Hessin laista seuraa useita seurauksia:

1. Eteenpäin suuntautuvan reaktion lämpövaikutus on yhtä suuri kuin käänteisen reaktion lämpövaikutus päinvastaisella etumerkillä.

2. Jos järjestelmä tulee sarjan peräkkäisten kemiallisten reaktioiden seurauksena tilaan, joka on täysin sama kuin alkuperäinen, niin näiden reaktioiden lämpövaikutusten summa on nolla ( ΔN= 0). Prosesseja, joissa järjestelmä peräkkäisten muunnosten jälkeen palaa alkuperäiseen tilaansa, kutsutaan ympyräprosesseiksi tai syklit. Syklimenetelmää käytetään laajasti lämpökemiallisissa laskelmissa. .

3. Kemiallisen reaktion entalpia on yhtä suuri kuin reaktiotuotteiden muodostumisen entalpioiden summa miinus lähtöaineiden muodostumisen entalpioiden summa, kun otetaan huomioon stoikiometriset kertoimet.

Tässä kohtaamme konseptin ""muodostumisen entalpia"".

Kemiallisen yhdisteen muodostumisen entalpia (lämpö) on reaktion lämpövaikutus, jossa 1 mooli tätä yhdistettä muodostuu yksinkertaisista aineista, jotka on otettu stabiilissa tilassaan tietyissä olosuhteissa. Yleensä muodostumislämpöt viittaavat standarditilaan, ts. 25 0 C (298 K) ja 100 kPa. Kemikaalien muodostumisen standardientalpiat on merkitty ΔN 0 298 (tai ΔN 0 ), mitataan kJ/molina ja on annettu viitekirjoissa. Yksinkertaisten aineiden, jotka ovat stabiileja 298 K:n lämpötilassa ja 100 kPa:n paineessa, muodostumisen entalpiaksi katsotaan nolla.

Tässä tapauksessa Hessin lain seuraus kemiallisen reaktion lämpövaikutuksesta ( ΔN (H.R.)) näyttää:

ΔN (H.R.) = ∑ΔН 0 reaktiotuotteet - ∑ΔN 0 lähtöaineet

Hessin lain avulla voidaan laskea kemiallisen sidoksen energia, kidehilojen energia, polttoaineiden palamislämpö, ​​ruoan kaloripitoisuus jne.

Yleisimmät laskelmat ovat reaktioiden lämpövaikutusten (entalpioiden) laskenta, mikä on välttämätöntä teknologisissa ja tieteellisissä tarkoituksissa.

Esimerkki 1 Kirjoita termokemiallinen yhtälö reaktiolle välillä NIIN 2(G) ja vety, jolloin muodostuu CH 4(G) ja H 2 O (G) , laskemalla sen lämpövaikutuksen liitteessä annettujen tietojen perusteella. Kuinka paljon lämpöä vapautuu tässä reaktiossa, kun vastaanotetaan 67,2 litraa metaania normaaleissa olosuhteissa?

Päätös.

NIIN 2(G) + 3H 2(G) = CH 4(G) + 2H 2 O (G)

Löydämme hakemistosta (sovelluksesta) prosessissa mukana olevien yhdisteiden standardimuodostuslämmöt:

ΔN 0 (NIIN 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 O (G) ) = -241,83 kJ/mol

Huomaa, että vedyn, kuten kaikkien yksinkertaisten aineiden stabiilissa tilassaan tietyissä olosuhteissa, muodostumislämpö on nolla. Laskemme reaktion lämpövaikutuksen:

ΔN (H.R.) = ∑ΔN 0 (tuot.) -∑ΔN 0 (viite.) =

ΔN 0 (CH 4(G) ) + 2ΔН 0 (H 2 O (G) ) - ΔН 0 (NIIN 2(G) ) -3ΔН 0 (H 2(G) )) =

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

Termokemiallisella yhtälöllä on muoto:

NIIN 2(G) + 3H 2(G) = CH 4(G) + 2H 2 O (G) ; ΔN= -165,00 kJ

Tämän termokemiallisen yhtälön mukaan 165,00 kJ lämpöä vapautuu vastaanotettaessa 1 mol, ts. 22,4 litraa metaania. 67,2 litraa metaania vastaanotettaessa vapautuva lämpömäärä saadaan suhteesta:

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

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

Esimerkki 2 Poltettaessa 1 litraa eteeniä C 2 H 4 (G) (standardiolosuhteet) kaasumaisen hiilimonoksidin (IV) ja nestemäisen veden muodostuessa vapautuu 63,00 kJ lämpöä. Laske näistä tiedoista eteenin palamisen molaarinen entalpia ja kirjoita termokemiallinen reaktioyhtälö. Laske C 2 H 4 -entalpia (G) ja vertaa saatua arvoa kirjallisuustietoihin (Liite).

Päätös. Laadimme ja tasoimme vaaditun termokemiallisen yhtälön kemiallisen osan:

Kanssa 2 H 4(G) + 30 2(G) = 2СО 2(G) + 2H 2 O (W) ;  H= ?

Luotu termokemiallinen yhtälö kuvaa 1 mol palamista, ts. 22,4 litraa eteeniä. Siihen tarvittava eteenin palamislämpö saadaan suhteesta:

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

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

1410,96 kJ

H = -Q, eteenin palamisen termokemiallinen yhtälö on muotoa: Kanssa 2 H 4(G) + 30 2(G) = 2СО 2(G) + 2H 2 O (W) ;  H= -1410,96 kJ

Laskemaan muodostumisen entalpia Kanssa 2 H 4(G) teemme seurauksen Hessin laista: ΔN (H.R.) = ∑ΔN 0 (tuot.) -∑ΔN 0 (viite.).

Käytämme löytämäämme eteenin palamisentalpiaa ja liitteenä olevia prosessissa kaikkien (paitsi eteenin) osallistujien muodostumisentalpioita.

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

Täältä ΔN 0 (Kanssa 2 H 4(G) ) = 52,26 kJ/mol. Tämä vastaa liitteessä annettua arvoa ja todistaa laskelmiemme oikeellisuuden.

Esimerkki 3 Kirjoita termokemiallinen yhtälö metaanin muodostumiselle yksinkertaisista aineista laskemalla tämän prosessin entalpia seuraavista termokemiallisista yhtälöistä:

CH 4(G) + 20 2(G) = CO 2(G) + 2H 2 O (W) ΔN 1 = -890,31 kJ (1)

Kanssa (GRAFIITTI) + O 2(G) = CO 2(G)  H 2 = -393,51 kJ (2)

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

Vertaa saatua arvoa taulukkotietoihin (sovellus).

Päätös. Laadimme ja tasoimme vaaditun termokemiallisen yhtälön kemiallisen osan:

Kanssa (GRAFIITTI) + 2H 2(G) = CH 4(G)  H 4 =  H 0 (CH 4(G)) ) =? (4)

Voit käyttää termokemiallisia yhtälöitä samalla tavalla kuin algebrallisten yhtälöiden kanssa. Algebrallisten operaatioiden tuloksena yhtälöillä 1, 2 ja 3 meidän on saatava yhtälö 4. Tätä varten kerrotaan yhtälö 3 kahdella, lisätään tulos yhtälöön 2 ja vähennetään yhtälö 1.

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

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

- CH 4(G) - 20 2(G) -CO 2(G) - 2H 2 O (W) + (-393,51)

Kanssa (GRAFIITTI) + 2H 2(G) = CH 4(G)  H 0 (CH 4(G) ) = -74,88 kJ

Tämä vastaa liitteessä annettua arvoa, mikä todistaa laskelmiemme oikeellisuuden.

Tehtävä 1.
Kun poltetaan 560 ml (N.O.) asetyleeniä termokemiallisen yhtälön mukaan:
2C 2H 2 (G) + 5O 2 (g) \u003d 4CO 2 (G) + 2H 2 O (G) + 2602,4 kJ
erottui:
1) 16,256 kJ; 2) 32,53 kJ; 3) 32530 kJ; 4) 16265kJ
Annettu:
asetyleenin tilavuus: V (C 2 H 2) \u003d 560 ml.
Hae: vapautuneen lämmön määrä.
Päätös:
Oikean vastauksen valitsemiseksi on kätevintä laskea tehtävässä etsitty arvo ja verrata sitä ehdotettuihin vaihtoehtoihin. Termokemiallisen yhtälön mukainen laskenta ei eroa tavallisen reaktioyhtälön mukaisesta laskennasta. Reaktion yläpuolella ilmoitamme tiedot tilassa ja halutut arvot, reaktion alle - niiden suhteet kertoimien mukaan. Lämpö on yksi tuotteista, joten pidämme sen numeerista arvoa kertoimena.

Vertaamalla saatua vastausta ehdotettuihin vaihtoehtoihin, näemme, että vastaus nro 2 on sopiva.
Pieni temppu, joka johti tarkkaamattomat opiskelijat väärään vastaukseen nro 3, oli asetyleenin tilavuusyksiköt. Tilavuudessa millilitroina ilmoitettu tilavuus on muutettava litroiksi, koska moolitilavuus mitataan (l / mol).

Toisinaan tulee ongelmia, joissa termokemiallinen yhtälö on laadittava itsenäisesti kompleksisen aineen muodostumislämmön arvosta.

Tehtävä 1.2.
Alumiinioksidin muodostumislämpö on 1676 kJ/mol. Määritä lämpövaikutus reaktiolle, jossa alumiinin vuorovaikutus hapen kanssa tuottaa
25,5 g A1203.
1) 140 kJ; 2) 209,5 kJ; 3) 419 kJ; 4) 838 kJ.
Annettu:
alumiinioksidin muodostumislämpö: Qobr (A1 2 O 3) = = 1676 kJ/mol;
saadun alumiinioksidin massa: m (A1 2 O 3) \u003d 25,5 g.
Etsi: lämpövaikutus.
Päätös:
Tämäntyyppinen ongelma voidaan ratkaista kahdella tavalla:
Minä tapa
Määritelmän mukaan monimutkaisen aineen muodostumislämpö on kemiallisen reaktion lämpövaikutus, jossa 1 mooli tätä monimutkaista ainetta muodostuu yksinkertaisista aineista.
Kirjoitamme muistiin alumiinioksidin muodostumisreaktion A1:stä ja O 2:sta. Järjesteltäessä kertoimia tuloksena olevaan yhtälöön otamme huomioon, että ennen A1 2 O 3:a pitäisi olla kerroin "yksi" , joka vastaa aineen määrää 1 moolissa. Tässä tapauksessa voimme käyttää ehdossa annettua muodostumislämpöä:
2A1 (TV) + 3 / 2O 2 (g) -----> A1 2 O 3 (TV) + 1676 kJ
Olemme saaneet termokemiallisen yhtälön.
Jotta kerroin A1 2 O 3:n edessä pysyisi yhtä suurena kuin "1", hapen edessä olevan kertoimen on oltava murto-osa.
Termokemiallisia yhtälöitä kirjoitettaessa murtokertoimet ovat sallittuja.
Laskemme lämpömäärän, joka vapautuu muodostuessaan 25,5 g A1 2 O 3:a:

Teemme osuuden:
saatuaan 25,5 g A1 2 O 3 x kJ vapautuu (kunnon mukaan)
vastaanotettuaan 102 g A1 2 O 3:a vapautuu 1676 kJ (yhtälön mukaan)

Sopiva vastaus on #3.
Kun ratkaistiin viimeinen ongelma yhtenäisen valtiontutkinnon olosuhteissa, oli mahdollista olla laatimatta termokemiallista yhtälöä. Harkitse tätä menetelmää.
II menetelmä
Muodostumislämmön määritelmän mukaan 1 moolia Al 2 O 3 muodostuessaan vapautuu 1676 kJ. 1 moolin A1 2 O 3 massa on 102 g, joten on mahdollista tehdä suhde:
1676 kJ vapautuu, kun muodostuu 102 g A1 2 O 3:a
x kJ vapautuu, kun muodostuu 25,5 g A1 2 O 3:a

Sopiva vastaus on #3.
Vastaus: Q = 419 kJ.

Tehtävä 1.3.
Kun yksinkertaisista aineista muodostuu 2 mol CuS, vapautuu 106,2 kJ lämpöä. 288 g CuS:n muodostumisen aikana vapautuu lämpöä määrällä:
1) 53,1 kJ; 2) 159,3 kJ; 3) 212,4 kJ; 4) 26,6 kJ
Päätös:
Etsi 2 mol CuS:n massa:
m(CuS) = n(CuS) . M(CuS) = 2. 96 = 192
Ehdon tekstissä aineen CuS määrän arvon sijaan korvaamme tämän aineen 2 moolin massalla ja saamme lopullisen osuuden:
muodostuessaan 192 g CuS:a vapautuu 106,2 kJ lämpöä
kun muodostuu 288 g CuS:a, lämpöä vapautuu määrällä X kJ.

Sopiva vastaus numero 2.

Toisen tyyppiset ongelmat voidaan ratkaista sekä tilavuussuhteiden lain mukaan että ilman sen käyttöä. Katsotaanpa kumpaakin ratkaisua esimerkin avulla.

Tehtävät tilavuussuhteiden lain soveltamiseksi:

Tehtävä 1.4.
Määritä hapen tilavuus (n.o.s.), joka tarvitaan polttamaan 5 litraa hiilimonoksidia (o.s.).
1) 5 l; 2) 10 l; 3) 2,5 l; 4) 1,5 l.
Annettu:
hiilimonoksidin tilavuus (n.o.): VCO) = 5 l.
Etsi: happitilavuus (n.o.): V (O 2) \u003d?
Päätös:
Ensinnäkin sinun on kirjoitettava yhtälö reaktiolle:
2CO + O 2 \u003d 2CO
n = 2 mol n = 1 mol
Käytämme tilavuussuhteiden lakia:

Löydämme suhteen reaktioyhtälön avulla ja
V(CO) otetaan ehdosta. Korvaamalla kaikki nämä arvot tilavuussuhteiden lakiin, saamme:

Näin ollen: V (O 2) \u003d 5/2 \u003d 2,5 l.
Sopiva vastaus on #3.
Ilman tilavuussuhteiden lakia ongelma ratkaistaan ​​laskemalla yhtälön mukaan:

Teemme osuuden:
5 l CO2 vuorovaikuttaa chl O2:n kanssa (tilanteen mukaan) 44,8 l CO2 vuorovaikuttaa 22,4 l O2:n kanssa (yhtälön mukaan):

Saimme saman vastausvaihtoehdon numero 3.