Тепловой эффект реакции. Вычисление объема газа по термохимическому уравнению

Задача 1.11 

Теплота образования оксида железа (III) равна 817 кДж/моль. Определите тепловой эффект реакции, в которой из 16,8 г железа и необходимого количества кислорода образовался Fe₂О₃.

1) 245,1кДж;  2) 2723кДж; 3) 122,55 кДж; 4) 367,65 кДж.

Дано: теплота образования оксида железа (III) равна: Q_обр (Fe₂О₃) = 817 кДж/моль;
масса потраченного железа: m (Fe) = 16,8 г.
Найти: тепловой эффект. 
Решение:
Данный тип задач можно решить двумя способами:

I способ

Согласно определению теплота образования сложного вещества — это тепловой эффект химической реакции образования 1 моль этого сложного вещества из простых веществ.

Записываем реакцию оксида железа (III) из Fe и О₂. При расстановке коэффициентов в полученном уравнении учитываем, что перед Fe₂О₃ должен быть коэффициент «1», который соответствует количеству вещества в 1 моль. В этом случае мы можем использовать теплоту образования, указанную в условии:

2Fe_(ТВ) + 3/2О_2(г) → Fe₂О_3(ТВ) + 817 кДж

Получили термохимическое уравнение.

Для того чтобы коэффициент перед Fe₂О₃ остался равен «1», коэффициент перед кислородом должен быть дробным (3/2).

При записи термохимических уравнений допускаются дробные коэффициенты.

Рассчитываем количество теплоты, которое выделится при образовании Fe₂О₃ из 16,8 г Fe:

Составляем пропорцию:

при использовании 16,8 г Fe выделяется х кДж (по условию)
при использовании 111,7 г Fe выделяется 817 кДж (по уравнению)

Ближе всего подходит ответ № 3.

При решении последней задачи в условиях ЕГЭ можно было не составлять термохимическое уравнение. Рассмотрим этот способ.

II способ

Согласно определению теплоты образования 817 кДж выделяется при использовании 111,7 г Fe. При использовании 16,8 г Fe выделяется х кДж, следовательно, можно составить пропорцию:

817 кДж выделяется при при использовании 16,8 г Fe 
х кДж выделяется при использовании 111,7 г Fe

Подходит ответ № 3.

Ответ: Q = 122,88 кДж.

Задача 1.12
На каталитическое окисление 5 л оксида серы (IV) до оксида серы (VI) расходуется кислород объемом:
1) 2,5 л;    2) 5 л;    3) 7,5 л;    4) 10 л.
Дано: объем оксида серы (IV) (н.у.): V(SО₂) = 5 л.
Найти: объем кислорода (н.у.): V(О₂) = ?
Решение:
В первую очередь необходимо составить уравнение реакции:

     2SО₂      +       О₂   =   2SО₃
    п = 2 моль        п =1 моль

Применяем закон объемных отношений:

Отношение   мы находим по уравнению реакции, а V(SO₂) возьмем из условия. Подставив все эти значения в закон объемных отношений, получим:

Отсюда: V(O₂)  =  5/2  = 2,5л.
Подходит ответ № 1.

Без использования закона объемных отношений задача решается с помощью расчета по уравнению:

Составляем пропорцию:

5 л SO₂ взаимодействуют с х л О₂ (по условию) 
44,8 л SО₂ взаимодействуют с 22,4 л О₂(по уравнению) 

Получили тот же вариант ответа № 1.

Ответ: V(O₂)  =  2,5л.

Задача 1.13
Объем кислорода, необходимый для сгорания 2 л пропана равен:
1) 2 л;   2) 4 л;   3) 6 л; 4) 10 л.
Дано:
объем пропана(н.у.): V(С₃Н₈) = 2 л.
Найти: объем кислорода (н.у.): V(О₂) = ?
Решение :
В первую очередь необходимо составить уравнение реакции:

     2С₃Н₈      +       10О₂   =   6СО₂ + 8Н₂О
    n= 2 моль         n =10 моль

Применяем закон объемных отношений:

Отношение мы находим по уравнению реакции, а V(С₃Н₈₎ возьмем из условия. Подставив все эти значения в закон объемных отношений, получим:

Отсюда: V(O₂)  =  2 ^. 10/2  = 10л.

Подходит ответ № 4.

Без использования закона объемных отношений задача решается с помощью расчета по уравнению:

Составляем пропорцию:

2 л С₃Н₈ взаимодействуют с х л О₂ (по условию) 
44,8 л С₃Н₈ взаимодействуют с 224 л О2(по уравнению)

Получили тот же вариант ответа № 4.

Ответ: V(O₂)  =  10л.