Как рассчитать количество теплоты, тепловой эффект и теплоту образования

Видео:Задачи на ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ | Термохимические уравненияСкачать

Количество теплоты 

Задание 81.

Вычислите количество теплоты, которое выделится при восстановлении Fe₂O₃ металлическим алюминием, если было получено 335,1 г железа. Ответ: 2543,1 кДж.

Решение:
Уравнение реакции:

Значения стандартных теплот образования веществ приведены в специальных таблицах. Учитывая, что теплоты образования простых веществ условно приняты равными нулю. Рассчитаем тепловой эффект реакции, используя следствие из закона Гесса, получим: 

  = (Al₂O₃) —  (Fe₂O₃) = -1669,8  -(-822,1) = -847,7 кДж 

Вычисление количества теплоты, которое выделяется при получении 335,1 г железа, про-изводим из пропорции: 

(2 ^. 55,85) : -847,7 = 335,1 : х;  х = (0847,7 ^. 335,1)/ (2 ^. 55,85) = 2543,1 кДж, 

где 55,85 атомная масс железа.

Ответ: 2543,1 кДж.

Видео:Химия | Тепловой эффект химической реакции (энтальпия)Скачать

Тепловой эффект реакции 

Задание 82.
Газообразный этиловый спирт С₂Н₅ОН можно получить при взаимодействии этилена С₂Н₄ (г) и водяных паров. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, предварительно вычислив ее тепловой эффект. Ответ: -45,76 кДж.
Решение:
Уравнение реакции имеет вид: 

С₂Н_{4 (г)} + Н₂О _(г) = С₂Н₅ОН _(г);  = ? 

Значения стандартных теплот образования веществ приведены в специальных таблицах. Учитывая, что теплоты образования простых веществ условно приняты равными нулю. Рассчитаем тепловой эффект реакции, используя следствие из закона Гесса, получим:

 = ( С₂Н₅ОН) – [ ( С₂Н₄) +  ( Н₂О)] = 
= -235,1  -[(52,28) + (-241,83)] = — 45,76 кДж 

Уравнения реакций, в которых около символов химических соединений указываются их агрегатные состояния или кристаллическая модификация, а также числовое значение тепловых эффектов, называют термохимическими. В термохимических уравнениях, если это специально не оговорено, указываются значения тепловых эффектов при постоянном давлении Q_p равные изменению энтальпии системы  . Значение   приводят обычно в правой части уравнения, отделяя его запятой или точкой c запятой. Приняты следующие сокращенные обозначения агрегатного состояния вещества: г — газообразное, ж — жидкое, к —- кристаллическое. Эти символы опускаются, если агрегатное состояние веществ очевидно, например, О₂, Н₂ и др.

Если в результате реакции выделяется теплота, то   < О. Учитывая сказанное, составляем термохимическое уравнение данной в примере реакции: 

С₂Н_{4 (г)} + Н₂О _(г) = С₂Н₅ОН _(г);  = — 45,76 кДж. 

Ответ: — 45,76 кДж.

Задание 83.
Вычислите тепловой эффект реакции восстановления оксида железа (II) водородом, исходя из следующих термохимических уравнений: 

а) ЕеО _(к) + СО _(г) = Fe _(к) + СO_{2 (г);}   = -13,18 кДж;
б) СO _(г) + 1/2O_{2 (г)} = СO_{2 (г)};   = -283,0 кДж;
в) Н_{2 (г)} + 1/2O₂  (г) = Н₂O _(г);   = -241,83 кДж.
Ответ: +27,99 кДж.

Решение:
Уравнение реакции восстановления оксида железа (II) водородом имеет вид:

ЕеО _(к) + Н_{2 (г}) = Fe _(к) + Н₂О _(г);   = ?

Значения стандартных теплот образования веществ приведены в специальных таблицах. Учитывая, что теплоты образования простых веществ условно приняты равными нулю. Тепловой эффект реакции можно вычислить, используя следствии е из закона Гесса:

= (_Н2О) – [ (FeO)

Теплота образования воды определяется уравнением 

Н_{2 (г)} + 1/2O_{2  (г)} = Н₂O _(г);   = -241,83 кДж,

а теплоту образования оксида железа (II) можно вычислить, если из уравнения (б) вычесть уравнение (а).

Тогда

  =(в) —  (б) —  (а) = -241,83 – [-283,o – (-13,18)] = +27,99 кДж.

Ответ: +27,99 кДж.

Задание 84.
При взаимодействии газообразных сероводорода и диоксида углерода образуются пары воды и сероуглерод СS_{2 (г)}. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, предварительно вычислите ее тепловой эффект. Ответ: +65,43 кДж.
Решение:
Уравнения реакций, в которых около символов химических соединений указываются их агрегатные состояния или кристаллическая модификация, а также числовое значение тепловых эффектов, называют термохимическими. В термохимических уравнениях, если это специально не оговорено, указываются значения тепловых эффектов при постоянном давлении Q_p равные изменению энтальпии системы  . Значение   приводят обычно в правой части уравнения, отделяя его запятой или точкой c запятой. Приняты следующие сокращенные обозначения агрегатного состояния вещества: г — газообразное, ж — жидкое, к —- кристаллическое. Эти символы опускаются, если агрегатное состояние веществ очевидно, например, О₂, Н₂ и др.
Уравнение реакции имеет вид:

2H₂S _(г) + CO_{2 (г)} = 2Н₂О _(г) + СS_{2 (г);}   = ?

Значения стандартных теплот образования веществ приведены в специальных таблицах. Учитывая, что теплоты образования простых веществ условно приняты равными нулю. Тепловой эффект реакции можно вычислить, используя следствии е из закона Гесса: 

 = (Н₂О) +(СS₂) – [(Н₂S) +  (СO₂)];
  = 2(-241,83) + 115,28 – [2(-20,15) + (-393,51)] = +65,43 кДж. 

Термохимическое уравнение будет иметь вид: 

2H₂S _(г) + CO_{2 (г)} = 2Н₂О _(г) + СS_{2 (г)};   = +65,43 кДж. 

Ответ: +65,43 кДж.

Видео:Теплота образованияСкачать

Tермохимическое уравнение реакции 

Задание 85.
Напишите термохимическое уравнение реакции между СО (г) и водородом, в результате которой образуются СН₄ (г) и Н₂О (г). Сколько теплоты выделится при этой реакции, если было получено 67,2 л метана в пересчете на нормальные условия? Ответ: 618,48 кДж.
Решение:
Уравнения реакций, в которых около символов химических соединений указываются их агрегатные состояния или кристаллическая модификация, а также числовое значение тепловых эффектов, называют термохимическими. В термохимических уравнениях, если это специально не оговорено, указываются значения тепловых эффектов при постоянном давлении Q_p равные изменению энтальпии системы  . Значение   приводят обычно в правой части уравнения, отделяя его запятой или точкой c запятой. Приняты следующие сокращенные обозначения агрегатного состояния вещества: г — газообразное, ж — кое, к — кристаллическое. Эти символы опускаются, если агрегатное состояние веществ очевидно, например, О₂, Н₂ и др.
Уравнение реакции имеет вид:

СО _(г) + 3Н_{2 (г)} = СН_{4 (г)} + Н₂О _(г);  = ?

Значения стандартных теплот образования веществ приведены в специальных таблицах. Учитывая, что теплоты образования простых веществ условно приняты равными нулю. Тепловой эффект реакции можно вычислить, используя следствии е из закона Гесса: 

=  (Н₂О) + (СН₄) –  (СO)];
 = (-241,83) + (-74,84) – (-110,52) = -206,16 кДж.

Термохимическое уравнение будет иметь вид:

22,4 : -206,16 = 67,2 : х;  х = 67,2 (-206,16)/22?4 = -618,48 кДж; Q = 618,48 кДж. 

Ответ: 618,48 кДж.

Теплота образования 

Задание 86.
Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования. Вычислите теплоту образования NO, исходя из следующих термохимических уравнений:
а) 4NH_{3 (г)} + 5О_{2 (г)} = 4NO _(г) + 6Н₂O _(ж);   =  -1168,80 кДж;
б) 4NH_{3 (г)} + 3О_{2 (г)} = 2N_{2 (г)} + 6Н₂O _(ж);   =  -1530,28 кДж
Ответ: 90,37 кДж. 
Решение:
Стандартная теплота образования равна теплоте реакции образования 1 моль этого вещества из простых веществ при стандартных условиях (Т = 298 К; р = 1,0325 . 105 Па). Образование NO из простых веществ можно представить так:

1/2N₂ + 1/2O₂  = NO

Дана реакция (а), в которой образуется 4 моль NO и дана реакция (б), в которой образуется 2 моль N₂. В обеих реакциях участвует кислород. Следовательно, для определения стандартной теплоты образования NO составим следующий цикл Гесса, т. е. нужно вычесть уравнение (а) из уравнения (б):

Таким образом, 1/2N₂ + 1/2O₂  = NO;  =  +90,37 кДж.

Ответ: 618,48 кДж.

Задание 87. 
Кристаллический хлорид аммония образуется при взаимодействии газообразных аммиака и хлороводорода. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, предварительно вычислив ее тепловой эффект. Сколько теплоты выделится, если в реакции было израсходовано 10 л аммиака в пересчете на нормальные условия? Ответ: 78,97 кДж.
Решение:
Уравнения реакций, в которых около символов химических соединений указываются их агрегатные состояния или кристаллическая модификация, а также числовое значение тепловых эффектов, называют термохимическими. В термохимических уравнениях, если это специально не оговорено, указываются значения тепловых эффектов при постоянном давлении Q_p равные изменению энтальпии системы  . Значение   приводят обычно в правой части уравнения, отделяя его запятой или точкой c запятой. Приняты следующие  кое, к —- кристаллическое. Эти символы опускаются, если агрегатное состояние веществ очевидно, например, О₂, Н₂ и др.
Уравнение реакции имеет вид:

NH_{3 (г}) + НCl _(г) = NH₄Cl _(к).;   = ?

Значения стандартных теплот образования веществ приведены в специальных таблицах. Учитывая, что теплоты образования простых веществ условно приняты равными нулю. Тепловой эффект реакции можно вычислить, используя следствиие из закона Гесса:

 = ( NH4Cl) – [(NH₃) + (HCl)];
  = -315,39 – [-46,19 + (-92,31) = -176,85 кДж.

Термохимическое уравнение будет иметь вид:

Теплоту, выделившуюся при реакции 10 л аммиака по этой реакции, определим из про-порции:

22,4 : -176,85 = 10 : х;  х = 10 (-176,85)/22,4 = -78,97 кДж; Q = 78,97 кДж.

Ответ: 78,97 кДж.