პრობლემა 10.1.თერმოქიმიური განტოლების გამოყენებით: 2H 2 (გ) + O 2 (გ) \u003d 2H 2 O (გ) + 484 კჯ, დაადგინეთ წყლის მასა, რომელიც წარმოიქმნება, თუ გამოიყოფა 1479 კჯ ენერგია.

გადაწყვეტილება.რეაქციის განტოლებას ვწერთ სახით:

Ჩვენ გვაქვს
x = (2 მოლი 1479 კჯ) / (484 კჯ) = ​​6,11 მოლი.
სად
m (H 2 O) \u003d v M \u003d 6,11 მოლი 18 გ / მოლი \u003d 110 გ
თუ პრობლემის მდგომარეობა არ მიუთითებს რეაქტიული ნივთიერების რაოდენობაზე, არამედ მხოლოდ აცნობებს ცვლილებას გარკვეულ რაოდენობაში (მასაში ან მოცულობაში), რაც, როგორც წესი, ეხება ნივთიერებების ნარევს, მაშინ მოსახერხებელია შემოღება. დამატებითი ტერმინი რეაქციის განტოლებაში, რომელიც შეესაბამება ამ ცვლილებას.

პრობლემა 10.2.ეთანისა და აცეტილენის ნარევს 10 ლ (n.o.) მოცულობით დაემატა 10 ლ (n.o.) წყალბადი. ნარევი გადაიტანეს გახურებულ პლატინის კატალიზატორზე. რეაქციის პროდუქტების საწყის პირობებში მიყვანის შემდეგ ნარევის მოცულობა 16 ლიტრის ტოლი გახდა. განსაზღვრეთ აცეტილენის მასური წილი ნარევში.

გადაწყვეტილება.წყალბადი რეაგირებს აცეტილენთან, მაგრამ არა ეთანთან.
C 2 H 6 + H2 2 ≠
C 2 H 2 + 2H 2 → C 2 H 6
ამ შემთხვევაში, სისტემის მოცულობა მცირდება
ΔV \u003d 10 + 10 - 16 \u003d 4 ლ.
მოცულობის შემცირება განპირობებულია იმით, რომ პროდუქტის მოცულობა (C 2 H 6) ნაკლებია რეაგენტების მოცულობაზე (C 2 H 2 და H 2).
რეაქციის განტოლებას ვწერთ გამოთქმის ΔV შემოღებით.
თუ რეაქციაში შედის 1 ლ C 2 H 2 და 2 l H 2 და წარმოიქმნება 1 ლ C 2 H 6, მაშინ
ΔV \u003d 1 + 2 - 1 \u003d 2 ლ.


განტოლებიდან ჩანს, რომ
V (C 2 H 2) \u003d x \u003d 2 ლ.
მერე
V (C 2 H 6) \u003d (10 - x) \u003d 8 ლ.
გამოხატვისგან
m / M = V / V M
ჩვენ გვაქვს
m = M V / V M
m (C 2 H 2) \u003d M V / V M\u003d (26 გ / მოლ 2ლ) / (22,4 ლ / მოლ) \u003d 2,32 გ,
m (C 2 H 6) \u003d M V / V M,
მ (ნარევები) \u003d m (C 2 H 2) + m (C 2 H 6) \u003d 2.32 გ + 10.71 გ \u003d 13.03 გ,
w (C 2 H 2) \u003d m (C 2 H 2) / m (ნარევები) \u003d 2.32 გ / 13.03 გ \u003d 0.18.

პრობლემა 10.3.სპილენძის (II) სულფატის ხსნარში მოათავსეს რკინის ფირფიტა, რომლის წონა იყო 52,8 გ. განსაზღვრეთ გახსნილი რკინის მასა, თუ ფირფიტის მასა ხდება 54,4 გ.

გადაწყვეტილება.ფირფიტის მასის ცვლილება არის:
Δm = 54,4 - 52,8 = 1,6 გ.
დავწეროთ რეაქციის განტოლება. ჩანს, რომ თუ ფირფიტიდან 56 გრ რკინა გაიხსნება, თეფშზე 64 გრ სპილენძი დაილექება და ფირფიტა 8 გრამით დამძიმდება:


გასაგებია რომ
m(Fe) \u003d x \u003d 56 გ 1,6 გ / 8 გ \u003d 11,2 გ.

პრობლემა 10.4. 100გრ ხსნარში, რომელიც შეიცავს მარილმჟავას და აზოტის მჟავების ნარევს, იხსნება მაქსიმუმ 24,0გრ სპილენძის(II) ოქსიდი. ხსნარის აორთქლებისა და ნარჩენის კალციაციის შემდეგ მისი მასა შეადგენს 29,5გრ.დაწერეთ მიმდინარე რეაქციების განტოლებები და განსაზღვრეთ მარილმჟავას მასური წილი საწყის ხსნარში.

გადაწყვეტილება.დავწეროთ რეაქციის განტოლებები:
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)
ჩანს, რომ მასის მატება 24,0 გ-დან 29,5 გ-მდე ასოცირდება მხოლოდ პირველ რეაქციასთან, რადგან სპილენძის ოქსიდი, რომელიც გახსნილია აზოტის მჟავაში (2) რეაქციის მიხედვით, რეაქციის დროს (3) კვლავ გადაიქცევა სპილენძის ოქსიდად. იგივე მასა. თუ რეაქციის დროს (1) რეაგირებს 1 მოლი CuO 80 გ მასით და წარმოიქმნება 1 მოლი CuCl 2 135 გ მასით, მაშინ მასა გაიზრდება 55 გ-ით, იმის გათვალისწინებით, რომ მასა 2 მოლი HCl არის 73 გ, ჩვენ კვლავ ვწერთ განტოლებას (1), გამოთქმის Δm დამატებით.

გასაგებია რომ
მ (HCl) \u003d x \u003d 73 გ 5,5 გ / 55 გ \u003d 7,3 გ.
იპოვეთ მჟავის მასური წილი:
w(HCl) = m(HCl) / m ხსნარი =
= 7,3 გ / 100 გ = 0,073.

საგაკვეთილო მასალებიდან გაიგებთ ქიმიური რეაქციის რომელ განტოლებას ეწოდება თერმოქიმიური. გაკვეთილი ეძღვნება რეაქციების თერმოქიმიური განტოლების გამოთვლის ალგორითმის შესწავლას.

თემა: ნივთიერებები და მათი გარდაქმნები

გაკვეთილი: გამოთვლები თერმოქიმიური განტოლებების გამოყენებით

თითქმის ყველა რეაქცია მიმდინარეობს სითბოს გამოყოფით ან შთანთქმით. რეაქციის დროს გამოთავისუფლებული ან შთანთქმული სითბოს რაოდენობას ეწოდება ქიმიური რეაქციის თერმული ეფექტი.

თუ თერმული ეფექტი იწერება ქიმიური რეაქციის განტოლებაში, მაშინ ასეთი განტოლება ეწოდება თერმოქიმიური.

თერმოქიმიურ განტოლებებში, ჩვეულებრივი ქიმიური განტოლებისგან განსხვავებით, აუცილებლად მითითებულია ნივთიერების (მყარი, თხევადი, აირისებრი) აგრეგაციის მდგომარეობა.

მაგალითად, კალციუმის ოქსიდსა და წყალს შორის რეაქციის თერმოქიმიური განტოლება ასე გამოიყურება:

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

ქიმიური რეაქციის დროს გამოთავისუფლებული ან შთანთქმული Q სითბოს რაოდენობა პროპორციულია რეაგენტის ან პროდუქტის ნივთიერების რაოდენობაზე. ამიტომ, თერმოქიმიური განტოლებების გამოყენებით, შეიძლება გაკეთდეს სხვადასხვა გამოთვლები.

განვიხილოთ პრობლემის გადაჭრის მაგალითები.

ამოცანა 1:განსაზღვრეთ სითბოს რაოდენობა, რომელიც დახარჯულია 3,6 გ წყლის დაშლაზე წყლის დაშლის რეაქციის TCA-ის შესაბამისად:

თქვენ შეგიძლიათ მოაგვაროთ ეს პრობლემა პროპორციის გამოყენებით:

36 გ წყლის დაშლისას შეიწოვება 484 კჯ

3,6 გ წყლის დაშლისას შეიწოვება x kJ

ამრიგად, რეაქციის განტოლება შეიძლება შედგენილი იყოს. პრობლემის სრული გადაწყვეტა ნაჩვენებია ნახ.1-ში.

ბრინჯი. 1. პრობლემის გადაჭრის ფორმულირება 1

პრობლემა შეიძლება ჩამოყალიბდეს ისე, რომ დაგჭირდებათ თერმოქიმიური რეაქციის განტოლების დაწერა. განვიხილოთ ასეთი დავალების მაგალითი.

დავალება 2: 7 გ რკინის ურთიერთქმედება გოგირდთან გამოყოფს 12,15 კჯ სითბოს. ამ მონაცემების საფუძველზე შეადგინეთ რეაქციის თერმოქიმიური განტოლება.

თქვენს ყურადღებას ვაქცევ იმ ფაქტს, რომ ამ პრობლემის პასუხი თავად თერმოქიმიური რეაქციის განტოლებაა.

ბრინჯი. 2. პრობლემის ამოხსნის ფორმულირება 2

1. დავალებების და სავარჯიშოების კრებული ქიმიაში: მე-8 კლასი: სახელმძღვანელომდე. პ.ა. ორჟეკოვსკი და სხვები.“ქიმია. მე-8 კლასი / P.A. ორჟეკოვსკი, ნ.ა. ტიტოვი, ფ.ფ. ჰეგელი. - M.: AST: Astrel, 2006. (გვ. 80-84)

2. ქიმია: არაორგანული. ქიმია: სახელმძღვანელო. 8 კლ. გენერალი ინსტ. /გ.ე. რუძიტისი, ფ.გ. ფელდმანი. - მ.: განმანათლებლობა, სს "მოსკოვის სახელმძღვანელოები", 2009. (§23)

3. ენციკლოპედია ბავშვებისთვის. ტომი 17. ქიმია / თავი. რედაქტირებულია V.A. ვოლოდინი, წამყვანი. სამეცნიერო რედ. ი.ლენსონი. - მ.: ავანტა +, 2003 წ.

დამატებითი ვებ რესურსები

1. ამოცანის ამოხსნა: გამოთვლები თერმოქიმიური განტოლებების მიხედვით ().

2. თერმოქიმიური განტოლებები ().

Საშინაო დავალება

1) თან. 69 დავალება №№ 1,2სახელმძღვანელოდან „ქიმია: არაორგანული. ქიმია: სახელმძღვანელო. 8 კლ. გენერალი ინსტ.» /გ.ე. რუძიტისი, ფ.გ. ფელდმანი. - მ .: განათლება, სს "მოსკოვის სახელმძღვანელოები", 2009 წ.

2) გვ.80-84 No 241, 245ქიმიის დავალებების და სავარჯიშოების კრებულიდან: მე-8 კლასი: სახელმძღვანელომდე. პ.ა. ორჟეკოვსკი და სხვები.“ქიმია. მე-8 კლასი / P.A. ორჟეკოვსკი, ნ.ა. ტიტოვი, ფ.ფ. ჰეგელი. - M.: AST: Astrel, 2006 წ.

თერმოქიმიური განტოლებები. სითბოს რაოდენობა. რომელიც გამოიყოფა ან შეიწოვება რეაგენტების გარკვეულ რაოდენობას შორის რეაქციის შედეგად, მოცემული სტოქიომეტრიული კოეფიციენტებით, ეწოდება ქიმიური რეაქციის თერმული ეფექტი და ჩვეულებრივ აღინიშნება Q სიმბოლოთი ეგზოთერმული და ენდოთერმული რეაქციები. ჰესეს თერმოქიმიური კანონი რეაქციებს, რომლებიც მიმდინარეობს ენერგიის გამოყოფით სითბოს სახით, ეგზოთერმული ეწოდება; სითბოს სახით ენერგიის შთანთქმით მიმდინარე რეაქციები ენდოთერმულია. დადასტურებულია, რომ იზობარულ ქიმიურ პროცესებში გამოთავისუფლებული (ან შთანთქმის) სითბო არის LA რეაქციის ენთალპიის შემცირების (ან, შესაბამისად, ზრდის) საზომი. ამრიგად, ეგზოთერმული რეაქციების დროს, როდესაც სითბო გამოიყოფა, AH უარყოფითია. ენდოთერმული რეაქციების დროს (სითბო შეიწოვება) AH დადებითია. ქიმიური რეაქციის თერმული ეფექტის სიდიდე დამოკიდებულია რეაქციის საწყისი ნივთიერებებისა და პროდუქტების ბუნებაზე, მათ აგრეგაციის მდგომარეობასა და ტემპერატურაზე. რეაქციის განტოლებას, რომლის მარჯვენა მხარეს, რეაქციის პროდუქტებთან ერთად, მითითებულია ენთალპიის AN ან Qp რეაქციის თერმული ეფექტის ცვლილება, თერმოქიმიური ეწოდება. ეგზოთერმული რეაქციის მაგალითია წყლის წარმოქმნის რეაქცია: 2H2(G) + 02(g) = 2H20(G) ამ რეაქციის განსახორციელებლად საჭიროა ენერგიის დახარჯვა H2 და 02 მოლეკულების ბმების გასაწყვეტად.ეს რაოდენობებია. ენერგიის ტოლია შესაბამისად 435 და 494 კჯ / მოლი . მეორეს მხრივ, O - H ბმის წარმოქმნით გამოყოფს 462 კჯ/მოლ ენერგიას. O - H ობლიგაციების წარმოქმნის დროს გამოთავისუფლებული ენერგიის მთლიანი რაოდენობა (1848 კჯ) მეტია H - H და O \u003d O ობლიგაციების გაწყვეტაზე დახარჯული ენერგიის მთლიან რაოდენობაზე (1364 კჯ), ამიტომ რეაქცია ეგზოთერმულია, ანუ ფორმირებისას ორი მოლი ორთქლის წყალი გამოყოფს 484 კჯ ენერგიას. წყლის წარმოქმნის რეაქციის განტოლება, დაწერილი ენთალპიის ცვლილების გათვალისწინებით ეგზოთერმული და ენდოთერმული რეაქციები. ჰესეს თერმოქიმიური კანონი უკვე იქნება თერმოქიმიური რეაქციის განტოლება. ენდოთერმული რეაქციის მაგალითია აზოტის ოქსიდის (II) წარმოქმნა.ამ რეაქციის განსახორციელებლად საჭიროა ენერგიის დახარჯვა საწყისი ნივთიერებების მოლეკულებში N = N და 0 = 0 ბმების გასაწყვეტად. ისინი შესაბამისად უდრის 945 და 494 კჯ/მოლი. როდესაც იქმნება N = O ბმა, ენერგია გამოიყოფა 628,5 კჯ / მოლში. საწყისი ნივთიერებების მოლეკულებში ბმების გასაწყვეტად საჭირო ენერგიის ჯამური რაოდენობაა 1439 კჯ და მეტი, ვიდრე რეაქციის პროდუქტის მოლეკულებში ბმის წარმოქმნის გამოთავისუფლებული ენერგია (1257 კჯ). ამიტომ რეაქცია ენდოთერმულია და მოითხოვს გარემოდან 182 კჯ ენერგიის შეწოვას. თერმოქიმიური განტოლებები ეგზოთერმული და ენდოთერმული რეაქციები. ჰესეს თერმოქიმიური კანონი ეს განმარტავს, თუ რატომ წარმოიქმნება აზოტის ოქსიდი (II) მხოლოდ მაღალ ტემპერატურაზე, მაგალითად, მანქანის გამონაბოლქვი აირებში, ელვისებური გამონადენის დროს და არ წარმოიქმნება ნორმალურ პირობებში.

სხვადასხვა პროცესის ენერგეტიკული ეფექტის შესადარებლად, თერმული ეფექტები განისაზღვრება ქ სტანდარტული პირობები. სტანდარტული წნევაა 100 კპა (1 ბარი), ტემპერატურა 25 0 C (298 კ), კონცენტრაცია - 1 მოლ/ლ. თუ რეაქციის საწყისი ნივთიერებები და პროდუქტები სტანდარტულ მდგომარეობაშია, მაშინ ქიმიური რეაქციის სითბოს ეფექტი ეწოდება სისტემის სტანდარტული ენთალპიადა აღნიშნა ΔN 0 298 ან ΔN 0 .

ქიმიური რეაქციების განტოლებები, რომლებიც მიუთითებენ თერმული ეფექტის შესახებ, ე.წ თერმოქიმიური განტოლებები.

თერმოქიმიურ განტოლებებში მითითებულია ფაზური მდგომარეობა და პოლიმორფული მოდიფიკაცია რეაქციაში მყოფი და წარმოქმნილი ნივთიერებების: g - აირი, g - თხევადი, k - კრისტალური, m - მყარი, p - გახსნილი და ა.შ. თუ ნივთიერებების საერთო მდგომარეობები რეაქციის პირობები აშკარაა, მაგალითად, ო 2 , ნ 2 , ნ 2 - აირები, ალ 2 ო 3 , CaCO 3 - მყარი და ა.შ. 298 K-ზე, ისინი შეიძლება არ იყოს მითითებული.

თერმოქიმიური განტოლება მოიცავს რეაქციის თერმულ ეფექტს ΔN, რომელიც თანამედროვე ტერმინოლოგიაში იწერება განტოლების გვერდით. Მაგალითად:

თან 6 ჰ 6(W) + 7.5O 2 = 6 CO 2 + 3 სთ 2 ო (W) ΔN 0 = - 3267,7 კჯ

ნ 2 + 3 სთ 2 = 2NH 3 (G) ΔN 0 = - 92,4 კჯ.

შესაძლებელია თერმოქიმიური განტოლებებით მუშაობა, ასევე ალგებრული განტოლებებით (შეკრება, გამოკლება, მუდმივ მნიშვნელობაზე გამრავლება და ა.შ.).

თერმოქიმიური განტოლებები ხშირად (მაგრამ არა ყოველთვის) მოცემულია მოცემული ნივთიერების ერთ მოლზე (წარმოებული ან მოხმარებული). ამავდროულად, პროცესის სხვა მონაწილეებს შეუძლიათ შეიყვანონ განტოლება წილადი კოეფიციენტებით. ეს დასაშვებია, რადგან თერმოქიმიური განტოლებები მოქმედებს არა მოლეკულებთან, არამედ ნივთიერებების მოლებთან.

თერმოქიმიური გამოთვლები

ქიმიური რეაქციების თერმული ეფექტი განისაზღვრება როგორც ექსპერიმენტულად, ასევე თერმოქიმიური გამოთვლებით.

თერმოქიმიური გამოთვლები ეფუძნება ჰესის კანონი(1841):

რეაქციის თერმული ეფექტი არ არის დამოკიდებული იმ გზაზე, რომლითაც რეაქცია მიმდინარეობს (ანუ შუალედური სტადიების რაოდენობაზე), არამედ განისაზღვრება სისტემის საწყისი და საბოლოო მდგომარეობით.

მაგალითად, მეთანის წვის რეაქცია შეიძლება განვითარდეს განტოლების მიხედვით:

CH 4 +2O 2 = CO 2 + 2 სთ 2 ო (G) ΔN 0 1 = -802,34 კჯ

იგივე რეაქცია შეიძლება განხორციელდეს CO-ს წარმოქმნის ეტაპზე:

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

CO +1/2O 2 = CO 2 ΔN 0 3 = -283,01 კჯ

ამით გამოდის, რომ ΔN 0 1 = ΔH 0 2 + ΔН 0 3 . ამრიგად, რეაქციის თერმული ეფექტი, რომელიც მიმდინარეობს ორ გზაზე, იგივეა. ჰესის კანონი კარგად არის ილუსტრირებული ენთალპიის დიაგრამების გამოყენებით (ნახ. 2).

ჰესის კანონიდან გამომდინარეობს მთელი რიგი შედეგები:

1. წინა რეაქციის სითბური ეფექტი უდრის საპირისპირო რეაქციის სითბურ ეფექტს საპირისპირო ნიშნით.

2. თუ თანმიმდევრული ქიმიური რეაქციების შედეგად სისტემა მივა ისეთ მდგომარეობამდე, რომელიც მთლიანად ემთხვევა საწყისს, მაშინ ამ რეაქციების თერმული ეფექტების ჯამი ნულის ტოლია ( ΔN= 0). პროცესებს, რომლებშიც სისტემა თანმიმდევრული გარდაქმნების შემდეგ უბრუნდება საწყის მდგომარეობას, ეწოდება წრიული პროცესები ან ციკლები. ციკლის მეთოდი ფართოდ გამოიყენება თერმოქიმიურ გამოთვლებში. .

3. ქიმიური რეაქციის ენთალპია უდრის რეაქციის პროდუქტების წარმოქმნის ენთალპიების ჯამს გამოკლებული საწყისი ნივთიერებების წარმოქმნის ენთალპიების ჯამს, სტექიომეტრიული კოეფიციენტების გათვალისწინებით.

აქ ვხვდებით კონცეფციას "ფორმირების ენთალპია"".

ქიმიური ნაერთის წარმოქმნის ენთალპია (სითბო) არის ამ ნაერთის 1 მოლის წარმოქმნის რეაქციის სითბური ეფექტი მოცემულ პირობებში მათ სტაბილურ მდგომარეობაში მიღებული მარტივი ნივთიერებებისგან.ჩვეულებრივ, ფორმირების სიცხეები მოხსენიებულია სტანდარტულ მდგომარეობაზე, ე.ი. 25 0 C (298 K) და 100 kPa. აღინიშნება ქიმიკატების წარმოქმნის სტანდარტული ენთალპიები ΔN 0 298 (ან ΔN 0 ), იზომება კჯ/მოლში და მოცემულია საცნობარო წიგნებში. მარტივი ნივთიერებების წარმოქმნის ენთალპია, რომლებიც მდგრადია 298 K-ზე და 100 kPa წნევაზე, აღებულია ნულის ტოლი.

ამ შემთხვევაში ჰესის კანონის შედეგი ქიმიური რეაქციის თერმული ეფექტისთვის ( ΔN (H.R.)) როგორც ჩანს:

ΔN (H.R.) = ∑ΔН 0 რეაქციის პროდუქტები - ∑ΔN 0 საწყისი მასალები

ჰესის კანონის გამოყენებით შეიძლება გამოვთვალოთ ქიმიური ბმის ენერგია, კრისტალური გისოსების ენერგია, საწვავის წვის სითბო, საკვების კალორიული შემცველობა და ა.შ.

ყველაზე გავრცელებული გამოთვლებია რეაქციების თერმული ეფექტების (ენთალპიების) გამოთვლა, რაც აუცილებელია ტექნოლოგიური და სამეცნიერო მიზნებისთვის.

მაგალითი 1დაწერეთ თერმოქიმიური განტოლება რეაქციას შორის ᲘᲡᲔ 2 (G) და წყალბადი, რის შედეგადაც წარმოიქმნება CH 4 (G) და ჰ 2 ო (G) , მისი თერმული ეფექტის გამოთვლა დანართში მოცემულ მონაცემებზე დაყრდნობით. რამდენი სითბო გამოიყოფა ამ რეაქციაში 67,2 ლიტრი მეთანის მიღებისას სტანდარტულ პირობებში?

გადაწყვეტილება.

ᲘᲡᲔ 2 (G) + 3 სთ 2 (G) = CH 4 (G) + 2 სთ 2 ო (G)

დირექტორიაში (აპლიკაციაში) ვხვდებით პროცესში ჩართული ნაერთების წარმოქმნის სტანდარტულ სითბოს:

ΔN 0 (ᲘᲡᲔ 2 (G) ) \u003d -393,51 კჯ / მოლ ΔN 0 (CH 4 (G) ) = -74,85 კჯ/მოლ ΔN 0 (ჰ 2 (G) ) = 0 კჯ/მოლ ΔN 0 (ჰ 2 ო (G) ) = -241,83 კჯ/მოლ

გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ წყალბადის წარმოქმნის სითბო, ისევე როგორც ყველა მარტივი ნივთიერების სტაბილურ მდგომარეობაში მოცემულ პირობებში, ნულის ტოლია. ჩვენ ვიანგარიშებთ რეაქციის თერმულ ეფექტს:

ΔN (H.R.) = ∑ΔN 0 (პროდ.) -∑ΔN 0 (იხ.) =

ΔN 0 (CH 4 (G) ) + 2ΔН 0 (ჰ 2 ო (G) ) - ΔН 0 (ᲘᲡᲔ 2 (G) ) -3ΔН 0 (ჰ 2 (G) )) =

74.85 + 2 (-241.83) - (-393.51) - 3 0 \u003d -165.00 კჯ / მოლ.

თერმოქიმიურ განტოლებას აქვს ფორმა:

ᲘᲡᲔ 2 (G) + 3 სთ 2 (G) = CH 4 (G) + 2 სთ 2 ო (G) ; ΔN= -165,00 კჯ

ამ თერმოქიმიური განტოლების მიხედვით, 1 მოლის მიღებისას გამოიყოფა 165,00 კჯ სითბო, ე.ი. 22,4 ლიტრი მეთანი. 67,2 ლიტრი მეთანის მიღებისას გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა გამოდის პროპორციიდან:

22.4 ლ -- 165.00 კჯ 67.2 165.00

67,2 ლ -- Q kJ Q = ------ = 22,4

მაგალითი 2 1 ლ ეთილენის C 2 H 4 (G) წვის დროს (სტანდარტული პირობები) აირისებრი ნახშირბადის მონოქსიდის (IV) და თხევადი წყლის წარმოქმნით გამოიყოფა 63,00 კჯ სითბო. ამ მონაცემებიდან გამოთვალეთ ეთილენის წვის მოლური ენთალპია და ჩაწერეთ თერმოქიმიური რეაქციის განტოლება. გამოთვალეთ C 2 H 4 (G) წარმოქმნის ენთალპია და მიღებული მნიშვნელობა შეადარეთ ლიტერატურულ მონაცემებს (დანართი).

გადაწყვეტილება.ჩვენ ვადგენთ და ვატოლებთ საჭირო თერმოქიმიური განტოლების ქიმიურ ნაწილს:

თან 2 ჰ 4 (G) + 3O 2 (G) = 2СО 2 (G) + 2 სთ 2 ო (W) ;  ჰ= ?

შექმნილი თერმოქიმიური განტოლება აღწერს 1 მოლის წვას, ე.ი. 22,4 ლიტრი ეთილენი. მისთვის საჭირო ეთილენის წვის მოლური სითბო გამოვლინდება პროპორციიდან:

1ლ -- 63,00 კჯ 22,4 63,00

22,4 ლ -- Q kJ Q = ------ =

1410,96 კჯ

H = -Qეთილენის წვის თერმოქიმიურ განტოლებას აქვს ფორმა: თან 2 ჰ 4 (G) + 3O 2 (G) = 2СО 2 (G) + 2 სთ 2 ო (W) ;  ჰ= -1410,96 კჯ

წარმოქმნის ენთალპიის გამოსათვლელად თან 2 ჰ 4 (G) ჩვენ ვაკეთებთ დასკვნას ჰესის კანონიდან: ΔN (H.R.) = ∑ΔN 0 (პროდ.) -∑ΔN 0 (იხ.).

ჩვენ ვიყენებთ ჩვენს მიერ აღმოჩენილ ეთილენის წვის ენთალპიას და დანართში მოცემულ პროცესში ყველა (ეთილენის გარდა) მონაწილის წარმოქმნის ენთალპიებს.

1410.96 = 2 (-393.51) + 2 (-285.84) - ΔN 0 (თან 2 ჰ 4 (G) ) - ოცდაათი

აქედან ΔN 0 (თან 2 ჰ 4 (G) ) = 52,26 კჯ/მოლ. ეს ემთხვევა დანართში მოცემულ მნიშვნელობას და ადასტურებს ჩვენი გამოთვლების სისწორეს.

მაგალითი 3დაწერეთ მარტივი ნივთიერებებისგან მეთანის წარმოქმნის თერმოქიმიური განტოლება ამ პროცესის ენთალპიის გამოთვლით შემდეგი თერმოქიმიური განტოლებიდან:

CH 4 (G) + 2O 2 (G) = CO 2 (G) + 2 სთ 2 ო (W) ΔN 1 = -890.31 კჯ (1)

თან (გრაფიტი) + ო 2 (G) = CO 2 (G)  ჰ 2 = -393,51 კჯ (2)

ჰ 2 (G) + ½ O 2 (G) = ჰ 2 ო (W)  ჰ 3 = -285,84 კჯ (3)

მიღებული მნიშვნელობა შევადაროთ ცხრილის მონაცემებს (აპლიკაციას).

გადაწყვეტილება.ჩვენ ვადგენთ და ვატოლებთ საჭირო თერმოქიმიური განტოლების ქიმიურ ნაწილს:

თან (გრაფიტი) + 2 სთ 2 (G) = CH 4 (G)  ჰ 4 =  ჰ 0 (CH 4 (G)) ) =? (4)

თქვენ შეგიძლიათ იმუშაოთ თერმოქიმიური განტოლებებით ისევე, როგორც ალგებრული განტოლებებით. 1, 2 და 3 განტოლებებით ალგებრული მოქმედებების შედეგად უნდა მივიღოთ განტოლება 4. ამისთვის განტოლება 3 გავამრავლოთ 2-ზე, მივამატოთ შედეგი მე-2 განტოლებას და გამოვაკლოთ განტოლება 1.

2სთ 2 (G) + ო 2 (G) = 2 სთ 2 ო (W)  ჰ 0 (CH 4 (G) ) = 2  ჰ 3 +  ჰ 2 -  ჰ 1

+ C (გრაფიტი) + ო 2 (G) + CO 2 (G)  ჰ 0 (CH 4 (G) ) = 2(-285,84)

- CH 4 (G) - 2O 2 (G) - CO 2 (G) - 2 სთ 2 ო (W) + (-393,51)

თან (გრაფიტი) + 2 სთ 2 (G) = CH 4 (G)  ჰ 0 (CH 4 (G) ) = -74,88 კჯ

ეს ემთხვევა დანართში მოცემულ მნიშვნელობას, რაც ადასტურებს ჩვენი გამოთვლების სისწორეს.

დავალება 1.
560 მლ (N.O.) აცეტილენის წვისას თერმოქიმიური განტოლების მიხედვით:
2C 2 H 2 (G) + 5O 2 (გ) \u003d 4CO 2 (G) + 2H 2 O (G) + 2602.4 კჯ
გამოირჩეოდა:
1) 16.256 კჯ; 2) 32,53 კჯ; 3) 32530 კჯ; 4) 16265 კჯ
მოცემული:
აცეტილენის მოცულობა: V (C 2 H 2) \u003d 560 მლ.
იპოვეთ: გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა.
გადაწყვეტილება:
სწორი პასუხის ასარჩევად, ყველაზე მოსახერხებელია პრობლემაში მოძიებული მნიშვნელობის გამოთვლა და შემოთავაზებულ ვარიანტებთან შედარება. თერმოქიმიური განტოლების მიხედვით გაანგარიშება არაფრით განსხვავდება ჩვეულებრივი რეაქციის განტოლების მიხედვით გაანგარიშებისგან. რეაქციის ზემოთ ვანიშნებთ მონაცემებს მდგომარეობასა და სასურველ მნიშვნელობებში, რეაქციის ქვეშ - მათი თანაფარდობები კოეფიციენტების მიხედვით. სითბო ერთ-ერთი პროდუქტია, ამიტომ მის რიცხობრივ მნიშვნელობას განვიხილავთ კოეფიციენტად.

მიღებული პასუხის შემოთავაზებულ ვარიანტებთან შედარებისას, ვხედავთ, რომ პასუხი No2 შესაფერისია.
პატარა ხრიკი, რომელმაც უყურადღებო მოსწავლეები მიიყვანა არასწორ პასუხამდე No3, იყო აცეტილენის მოცულობის ერთეულები. მდგომარეობაში მითითებული მოცულობა მილილიტრებში უნდა გარდაიქმნას ლიტრებში, ვინაიდან მოლარული მოცულობა იზომება (ლ/მოლში).

ზოგჯერ არის პრობლემები, რომლებშიც თერმოქიმიური განტოლება უნდა იყოს შედგენილი რთული ნივთიერების წარმოქმნის სითბოს მნიშვნელობიდან დამოუკიდებლად.

ამოცანა 1.2.
ალუმინის ოქსიდის წარმოქმნის სითბო არის 1676 კჯ/მოლი. განსაზღვრეთ რეაქციის თერმული ეფექტი, რომელშიც ალუმინის ურთიერთქმედება ჟანგბადს იძლევა
25,5 გ A1 2 O 3 .
1) 140 კჯ; 2) 209,5 კჯ; 3) 419 კჯ; 4) 838 კჯ.
მოცემული:
ალუმინის ოქსიდის წარმოქმნის სითბო: Qobr (A1 2 O 3) = = 1676 კჯ/მოლი;
მიღებული ალუმინის ოქსიდის მასა: m (A1 2 O 3) \u003d 25,5 გ.
იპოვეთ: თერმული ეფექტი.
გადაწყვეტილება:
ამ ტიპის პრობლემა შეიძლება მოგვარდეს ორი გზით:
მე გზა
განმარტების მიხედვით, რთული ნივთიერების წარმოქმნის სითბო არის ქიმიური რეაქციის სითბური ეფექტი მარტივი ნივთიერებებისგან ამ რთული ნივთიერების 1 მოლის წარმოქმნისას.
ჩვენ ვწერთ A1 და O 2-დან ალუმინის ოქსიდის წარმოქმნის რეაქციას. მიღებულ განტოლებაში კოეფიციენტების დალაგებისას გავითვალისწინებთ, რომ A1 2 O 3-მდე უნდა იყოს კოეფიციენტი. "ერთი" , რომელიც შეესაბამება ნივთიერების რაოდენობას 1 მოლში. ამ შემთხვევაში, ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ფორმირების სითბო მოცემულ მდგომარეობაში:
2A1 (TV) + 3 / 2O 2 (g) -----> A1 2 O 3 (TV) + 1676 კჯ
მივიღეთ თერმოქიმიური განტოლება.
იმისათვის, რომ კოეფიციენტი A1 2 O 3-ის წინ დარჩეს "1"-ის ტოლი, ჟანგბადის წინ კოეფიციენტი უნდა იყოს წილადი.
თერმოქიმიური განტოლებების დაწერისას დასაშვებია წილადის კოეფიციენტები.
ჩვენ ვიანგარიშებთ სითბოს რაოდენობას, რომელიც გამოიყოფა 25,5 გ A1 2 O 3-ის წარმოქმნის დროს:

ჩვენ ვადგენთ პროპორციას:
25,5 გ A1 2 O 3 x kJ მიღებისთანავე გამოიყოფა (პირობის მიხედვით)
102 გ A1 2 O 3-ის მიღებისას გამოიყოფა 1676 კჯ (განტოლების მიხედვით)

შესაფერისი პასუხია #3.
ერთიანი სახელმწიფო გამოცდის პირობებში ბოლო ამოცანის ამოხსნისას შესაძლებელი იყო თერმოქიმიური განტოლების არ შედგენა. განვიხილოთ ეს მეთოდი.
II მეთოდი
წარმოქმნის სითბოს განსაზღვრის მიხედვით, 1 მოლი Al 2 O 3-ის წარმოქმნისას გამოიყოფა 1676 კჯ. 1 მოლი A1 2 O 3-ის მასა არის 102 გ, შესაბამისად, შესაძლებელია პროპორციის გაკეთება:
1676 კჯ გამოიყოფა 102 გ A1 2 O 3-ის წარმოქმნის დროს
x kJ გამოიყოფა 25,5 გ A1 2 O 3-ის წარმოქმნის დროს

შესაფერისი პასუხია #3.
პასუხი: Q = 419 კჯ.

ამოცანა 1.3.
მარტივი ნივთიერებებისგან 2 მოლი CuS-ის წარმოქმნით გამოიყოფა 106,2 კჯ სითბო. 288 გ CuS-ის წარმოქმნის დროს სითბო გამოიყოფა რაოდენობით:
1) 53,1 კჯ; 2) 159,3 კჯ; 3) 212,4 კჯ; 4) 26,6 კჯ
გადაწყვეტილება:
იპოვეთ 2 მოლი CuS მასა:
m(CuS) = n(CuS) . M(CuS) = 2. 96 = 192
პირობის ტექსტში CuS ნივთიერების რაოდენობის მნიშვნელობის ნაცვლად ვცვლით ამ ნივთიერების 2 მოლის მასას და ვიღებთ დასრულებულ პროპორციას:
192 გ CuS-ის წარმოქმნისას გამოიყოფა 106,2 კჯ სითბო
288 გ CuS-ის წარმოქმნისას სითბო გამოიყოფა რაოდენობით Xკჯ.

შესაბამისი პასუხი ნომერი 2.

მეორე ტიპის პრობლემების გადაჭრა შესაძლებელია როგორც მოცულობითი ურთიერთობების კანონის მიხედვით, ასევე მისი გამოყენების გარეშე. მოდით შევხედოთ ორივე გამოსავალს მაგალითით.

მოცულობითი ურთიერთობების კანონის გამოყენების ამოცანები:

ამოცანა 1.4.
განსაზღვრეთ ჟანგბადის მოცულობა (n.o.s.), რომელიც საჭიროა 5 ლიტრი ნახშირბადის მონოქსიდის დასაწვავად (o.s.).
1) 5 ლ; 2) 10 ლ; 3) 2,5 ლ; 4) 1,5 ლ.
მოცემული:
ნახშირბადის მონოქსიდის მოცულობა (n.o.): VCO) = 5 ლ.
იპოვეთ: ჟანგბადის მოცულობა (n.o.): V (O 2) \u003d?
გადაწყვეტილება:
უპირველეს ყოვლისა, თქვენ უნდა დაწეროთ განტოლება რეაქციისთვის:
2CO + O 2 \u003d 2CO
n = 2 მოლი n = 1 მოლი
ჩვენ ვიყენებთ მოცულობითი შეფარდების კანონს:

თანაფარდობას ვპოულობთ რეაქციის განტოლებით და
V(CO) იქნება აღებული მდგომარეობიდან. ყველა ამ მნიშვნელობის ჩანაცვლებით მოცულობითი თანაფარდობის კანონში, მივიღებთ:

აქედან გამომდინარე: V (O 2) \u003d 5/2 \u003d 2,5 ლ.
შესაფერისი პასუხია #3.
მოცულობითი თანაფარდობების კანონის გამოყენების გარეშე, პრობლემა წყდება განტოლების მიხედვით გაანგარიშებით:

ჩვენ ვადგენთ პროპორციას:
5 ლ CO2 ურთიერთქმედებს chl O2-თან (პირობის მიხედვით) 44,8 ლ CO2 ურთიერთქმედებს 22,4 ლ O2-თან (განტოლების მიხედვით):

ჩვენ მივიღეთ იგივე პასუხის ვარიანტი ნომერი 3.