Зависимость теплового эффекта от температуры. Задачи 77 — 82

Как правильно рассчитать тепловой эффект реакции 

 

Как рассчитать зависимость теплового эффекта от температуры

 

Задача 77. 
Дана реакция С6Н6 + 3Н2 = С6Н12. Рассчитать зависимость теплового эффекта от температуры по 3-му приближению при температуре 227 °С.
Решение:
Т = 227 °С = 500 К;
ΔН°С6Н6(г) = 82,93 кДж/моль;
СрС6Н6(г) = 81,67 Дж/(моль . К);
аС6Н6(г) = –21,09 Дж/(моль . К);
6Н6(г) = +400,12 . 10-3 Дж/(моль . К);
6Н6(г) = -169,87. 10-6 Дж/(моль . К);
ΔН°С6Н12(г) = –123,14 кДж/моль;
СрС6Н12(г) = 106,26 Дж/(моль . К);
аС6Н12(г) = –51,71 Дж/(моль . К);
6Н12(г) = +598,77 . 10-3 Дж/(моль . К);
6Н12(г) = –230,00 . 10-6 Дж/(моль . К);
ΔН°H2(г) = 0,00 кДж/моль;
СрH2(г) = 28,83 Дж/(моль . К);
аH2(г) = +27,281 Дж/(моль . К);
bH2(г) = +3,26 . 10-3 Дж/(моль . К);
cH2(г) = +0,50 . 10-6 Дж/(моль . К);
ΔН°500 = ?
1. Рассчитаем стандартный тепловой эффект реакции
Для расчета используя уравнение Гесса, получим:

ΔНх.р.= ΔНобр.прод. — ΔНобр.исх;
ΔН°298 = ΔН°С6Н12(г) — ΔН°С6Н6(г) =  –123,14 — 82,93 = -206,07 кДж/моль = -206070 Дж/моль; ΔН°298 < 0.

Видео:Задачи на ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ | Термохимические уравненияСкачать

Задачи на ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ | Термохимические уравнения

2. Рассчитаем изменение теплоемкости в ходе реакции
Для расчета используя уравнение:

ΔСр = ΔСр(обр.прод.) — ΔСр(обр.исх);
ΔСр = СрС6Н12(г) — [СрС6Н6(г) + СрH2(г)] = 106,26 — (–21,09 + 28,83) = 98,49 Дж/(моль . К); ΔСр > 0.

3. Рассчитаем тепловой эффект реакции при температтуре 500 К, если ΔСр = Constanta

ΔН°500 = ΔН°298 + ΔСр(T — 298);
ΔН°500 = -206070 + 98,49 * 10-3(500 — 298) = -186175,02 Дж/моль ≈ -186,175 кДж/моль.

4. Рассчитаем изменение теплоемкости в ходе реакции с учетом зависимости Сp = f(T)
Для расчета используя уравнение:

∆Сp = ∆a + ∆bT + ∆cT2.

Видео:Решение задач на зависимость энтальпии от температурыСкачать

Решение задач на зависимость энтальпии от температуры

Рассчитаем значения ∆a, ∆b и ∆c:

∆a = аС6Н12(г) — [аС6Н6(г) + 3аH2(г)] = –51,7 — [–21,09 + 3(27,281)] = 9,053 Дж/(моль . К);
∆b = bС6Н12(г) — [bС6Н6(г) + 3bH2(г)] = 598,77 — [400,12 + 3(3,26)] = 188,87 . 10-3 Дж/(моль . К);
∆c = cС6Н12(г) — [cС6Н6(г) + 3cH2(г)] = –230,00 — [-169,87 + 3(0,50)] = -61,63 . 10-6 Дж/(моль . К);
∆Сp = 9,053 + [(188,87 . 10^-3) . 500] + [(-61,63 . 10-6) . (500)2] = 88,0805 Дж/(моль . К).

5. Рассчитаем тепловой эффект рреакции при 500 К с учетом зависимости Сp = f(T)

ΔН°500 = ΔН°298 + ΔСр(T — 298);
ΔН°500 = -206070 + 88,0805(500 — 298) = -188277.739 Дж/моль ≈ -188,28 кДж/моль. 
 


Вычислние количества выделившейся теплоты при реакции

Задача 78.
В результате реакции, термохимическое уравнение которой имеет вид:
2(NH2)2CO3 (тв) + 3О2 (г) = 2N2 (г) + 2СО2 (г) + 4Н2О (ж) + 1264 кДж, образовалось 57,12 л (н.у.) газов. Вычислите количество выделившейся теплоты (в кДж).
Решение:
Vm = 22,4 л/моль;
V(газов) = 57,12 л;
Q = 1264 кДж;
Qр = ?
Из уравнения реакции вытекает, что при образовании 2 молей газообразного азота и 2 молей углекислого газа выделяется 1264 кДж теплоты,  т.е. 4 моль(газов) = [2 моль(N2) + 2 моль(CO2)] = 1264 кДж.

Рассчитаем голичество газообразных продуктов реакции по условию  задачи, получим:

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

Химия | Тепловой эффект химической реакции (энтальпия)

n(газов) = V(газов)/Vm = 57,12 л/22,4 л/моль = 2,55 моль.

Рассчитаем количество выделившейся теплоты, получим:

4 моль(газов) : 1264 = 2,55 моль : х;
х = (2,55 . 1264)/4 = 805,8 кДж.

Ответ: Qр = 805,8 кДж.
 


Задача 79.
В результате реакции, термохимическое уравнение которой:
C6H12O6 (тв) +6O2 (г) = 6CO2 (г) + 6H2O (ж) + 2803 кДж, 
выделилось 10,8 г воды. Вычислите количество выделившейся теплоты (в кДж). Ответ запишите с точностью до десятых. 
Решение:
Из термохимического уравнения вытекает, что при выделении (6 * 18) г воды выделяется 2803 кДж.
Количество выделившейся теплотты можно рассчитать из пропорции:

(6 . 18) г : 2803 кДж = 10,8 г : х кДж;
х = (10,8 . 2803)/(6 . 18) = 280,3 кДж.

Ответ: 280,3 кДж.
 


Задача 80. 
Какое количество теплоты выделится при соединении 5,6 л водорода с хлором (н.у.), если энтальпия образования хлористого водорода равна -91,8 кДж/моль (температура продуктов и реагентов равна 25 °С).
Решение:
Vm = 22,4 л/моль;
V(H2) = 5,6 л;
Q = ?
Рассчитаем количество водорода, получим:

Видео:Решение задач на термохимические уравнения. 8 класс.Скачать

Решение задач на термохимические уравнения. 8 класс.

n(H2) = V(H2)/Vm = 5,6/22,4 = 0,25 моль.

Термохимическое уравнение реакции имеет вид:

H2 + Cl2 = 2HCl,  ΔH° = -91,8 кДж/моль. 

Из термохимического уравнения реакции вытекае, что при соединении 1 моль (22,4 л/моль) водорода с хлором (н.у.) выделяется -91,8 кДж энергии.

Тогда

Q = n(H2) . ΔH° = -22,95 кДж.

Видео:Зависимость электрического сопротивления металлов от температуры. Сверхпроводимость. 8 класс.Скачать

Зависимость электрического сопротивления металлов от температуры. Сверхпроводимость. 8 класс.

Ответ: Q = -22,95 кДж.
 


Задача 81.
При окислении 56 г железа до оксида Fe2O3 выделилось 410,7 кДж. Вычислите теплоту образования Fe2O3(тв.) и запишите термохимическое уравнение.
Решение:
m(Fe) = 56 г;
ΔНх.р.= 410,7 кДж;
Уравнение реакции имеет вид:

2Fe + 3/2O2 = Fe2O3, ΔН = ?

Теплоту образования Fe2O3 вычислим из пропорции:

56 г Fe : 410,7 кДж = (2 . 56) : x;
x = [(2 . 56) . 410,7]/56 = 821,4 кДж.

Термохимическое уравнение реакции:

2Fe + 3/2O2 = Fe2O3, ΔН = 821,4 кДж/моль.
 


Как рассчитать среднее значение теплоемкости  водяного пара в интервале температур 

Видео:Тепловой эффект реакции. ЗадачиСкачать

Тепловой эффект реакции. Задачи

 

Задача 82.
Теплота испарения воды при 35 °С равна 2421 кДж/кг, а при 25 °С равна 2444 кДж/кг. Оцените среднее значение теплоемкости (ср) водяного пара в интервале температур 25 — 35 °С, если сН20 (ж) = 75,3 Дж/моль * К).
Решение:
сН20 (ж) = 75,3 Дж/моль . К);
Q1 = 2421 кДж/кг;
T1 = 35 °С;
Q2 = 2444 кДж/кг;
T2 = 25 °С;
М(Н2О) = г/моль;
cрН2О(пар) = ?
Среднее значение теплоемкости (ср) водяного пара в интервале температур рассчитаем по формуле:

cрН2О(пар) = [∆Q . М(Н2О)]/∆T, где

∆Q — изменение теплот испарения воды при разных температурах, ∆Q = Q2 — Q1;
∆T — изменение температур состояния воды, ∆T = Т2 — Т1;
n(Н2О) — количество молеей воды в 1 кг ее, 55,56 моль (1000/18 = 55,56). 
cрН2О(пар) = [∆Q . n(Н2О)]/∆T = [(2444 — 2421) . 55,56]/(35 — 25) = 127,8 Дж/(кг . °C). 

Ответ: cрН2О(пар) = 127,8 Дж/(кг . °C). 


 

💡 Видео

Тепловой эффект хим. реакции. Энтальпия. Закон Гесса. Капучинка ^-^Скачать

Тепловой эффект хим. реакции. Энтальпия. Закон Гесса. Капучинка ^-^

Экзо- и эндотермические реакции. Тепловой эффект химических реакций. 8 класс.Скачать

Экзо- и эндотермические реакции. Тепловой эффект химических реакций. 8 класс.

Урок 148. Тепловое равновесие. Температура.Скачать

Урок 148. Тепловое равновесие. Температура.

Задача на Тепловой обмен. физика 8 классСкачать

Задача на Тепловой обмен. физика 8 класс

Реакция на результаты ЕГЭ 2022 по русскому языкуСкачать

Реакция на результаты ЕГЭ 2022 по русскому языку

Влияние температуры на скорость химических реакций. 10 класс.Скачать

Влияние температуры на скорость химических реакций. 10 класс.

Количество теплоты, удельная теплоемкость вещества. Практическая часть - решение задачи. 8 класс.Скачать

Количество теплоты, удельная теплоемкость вещества. Практическая часть - решение задачи. 8 класс.

ДВИ по химии. Термохимия. Уравнение Аррениуса, закон Гесса, задачи на теплоемкостьСкачать

ДВИ по химии. Термохимия. Уравнение Аррениуса, закон Гесса, задачи на теплоемкость

Химия | Задачи на термохимиюСкачать

Химия | Задачи на термохимию

78. Тепловой эффект реакции. Термохимические уравнения (часть 1)Скачать

78. Тепловой эффект реакции. Термохимические уравнения (часть 1)

Энтальпия реакции. Решение задачи.Скачать

Энтальпия реакции. Решение задачи.

Решение задач на первое начало термодинамики. ТермохимияСкачать

Решение задач на первое начало термодинамики. Термохимия

Плавление и кристаллизация твердых тел, температура плавления, удельная теплота плавления. 8 класс.Скачать

Плавление и кристаллизация твердых тел, температура плавления, удельная теплота плавления. 8 класс.

Урок 176. Задачи на уравнение теплового балансаСкачать

Урок 176. Задачи на уравнение теплового баланса
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии