Порядок выполнения практической работы

ЕН.01 Химия

Тема: Решение термохимических задач (тепловой эффект реакции, энтальпия и энтропия химической реакции)

Цель: Закрепить навык решения задач.

Теоретические основы

Термохимические уравнения включают в себя кроме химических формул тепловой эффект реакции. Числовое значение в уравнении реакции строго соответствует количествам веществ, участников реакции, т.е. коэффициентам. Благодаря этому соответствию, можно установить пропорциональные отношения между количеством вещества или массой и количеством теплоты в этой реакции.

Например: Термохимическое уравнение разложения малахита

(CuOH)₂CO₃ = 2CuO + H ₂ O + CO ₂ - 47 кДж

Мы видим, что на разложение 1 моля малахита необходимо израсходовать 47 кДж, при этом образуется 2 моля оксида меди, 1 моль воды и 1 моль углекислого газа. Если мы затратим энергии в 2 раза больше, мы сумеем разложить 2 моля малахита, при этом получим 4 моля оксида меди, 2 моля воды и 2 моля углекислого газа.

Аналогично можно установить пропорциональные отношения, используя коэффициенты и молярные массы участников реакции. 47 кДж энергии затратится на разложение 94 г малахита, при этом выделится 160 г оксида меди, 18 г воды и 44 г углекислого газа. Пропорция несложная, но, используя массовые числа, учащиеся часто допускают расчетные ошибки, поэтому я рекомендую решать задачи с пропорциями через количество вещества.

Решим задачи:

Задача 1. Определите количество теплоты, которое выделится при образовании 120 г MgO в результате реакции горения магния, с помощью термохимического уравнения.

2 Mq + O₂ = 2MqO + 1204 кДж

Дано: m (Mg0) = 120г Найти: Q₁-?

Решение: 1) Определяем количества оксида магния, используя формулу для нахождения количества вещества через массу. n = m / M n(MqO) = 120г/ 40 г/моль = 3 моль 2) Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции По уравнению 2 моля MqO - 1204 кДж По условию 3 моля MqO - Q₁

Отсюда

		3 моль* 1204кДж
Q₁	=	-----------------------	= 1803 кДж
		2моль

Ответ: При образовании 120г оксида магния выделится 1803 кДж энергии.

Задача 2. Сколько выделится теплоты при получении 1 кг железа по реакции

Fe₂O_3(к)+3СО_(г)=2Fe_(к)+3СО_2(г), если энтальпии образования Fe₂O_3(к), СО_(г) и СО_2(г) соответственно равны (кДж/моль): -822,7; -110,6 и -394,0.

Решение

1.Вычисляем тепловой эффект реакции (DH), используя следствие из закона Гесса.

Так как энтальпия образования простого вещества принимается равной нулю то, .

Тогда

кДж

1. Проведем расчет по термохимическому уравнению:

если образуется 2×56г Fe, то выделяется 27,2 кДж;

если образуется 1000г Fe, то выделяется х кДж.

Решаем пропорцию и получаем

кДж, т.е.

выделится 242,9 кДж теплоты.

Задача 3. Реакция горения этана выражается термохимическим уравнением

C₂H₆(г) + 3½O₂ = 2 CO₂(г) + 3H₂O (ж); ΔHх.р. = -1559,87 кДж. Вычислите теплоту образования этана, если известны теплоты образования СО₂(г) и Н₂О(ж)

Решение.

Исходя из следующих данных:

а) С₂Н₆(г) + 3 ½О₂(г) = 2СО₂(г) + 3Н₂О(ж); ΔН = -1559,87 кДж

б) С (графит) + О₂(г) = СО2(г); ΔН = -393,51 кДж

в) Н₂(г) + ½О₂ = Н₂О(ж); ΔН = -285,84 кДж

На основании закона Гесса

С₂Н₆ = 3 ½О₂ – 2С – 2О₂ – 3Н₂ – ³/₂О₂ = 2СО₂ + 3Н₂О – 2СО₂ – 3Н₂О

ΔН = -1559,87 – 2(-393,51) – 3(-285,84) = +84,67 к Дж;

ΔН = -1559,87 + 787,02 + 857,52; С₂Н₂ = 2С + 3Н₂;

ΔН = +84,67 кДж

Следовательно

∆H_обр С₂Н₆= -84,67 кДж

Порядок выполнения практической работы

Решите следующие задачи

1.Сколько выделится теплоты при сжигании 1 кг алюминия, если кДж/моль.

2.Согласно термохимическому уравнению реакции

CH₄+ 2O₂ = CO₂ +2H₂O + 802 кДж

определите количество теплоты, выделившейся при сжигании 24 г метана.

3. По термохимическому уравнению H₂+ Cl₂ = 2HCl + 184,36 кДж рассчитайте, какой объем затрачен на образование хлороводорода (при н.у.), если при этом выделилось 921,8 кДж теплоты.

4. При взаимодействии 1 моль водорода и 1 моль хлора выделяется 184 кДж. Чему равна энтальпия образования хлористого водорода ?

Контрольные вопросы:

1. Что называется тепловым эффектом химической реакции (DH)?

2. Перечислите факторы, влияющие на тепловой эффект химической реакции (DH).

3. Какие реакции называются экзотермическими и эндотермическими? Приведите примеры.

4. Какой знак имеет тепловой эффект (DH) для экзотермических и эндотермических реакций?

5. Дайте определение стандартной энтальпии образования сложного вещества .

6. Дайте формулировку закона Гесса.

7. Сформулируйте следствия из закона Гесса.

Сформулируйте вывод по работе

Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 85; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!