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: Qобр (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) + 3/2О2(г) ----> Fe2О3(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:

термохимическое уравнение

Составляем пропорцию:

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

термохимическое уравнение 

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

термохимическое уравнение

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:

термохимическое уравнение

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

термохимическое уравнение

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

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

термохимическое уравнение

Составляем пропорцию:

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

термохимическое уравнение

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:

термохимическое уравнение

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

термохимическое уравнение 

Отсюда: V(O2)  =  2 . 10/2  = 10л.

Подходит ответ № 4.

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

термохимическое уравнение

Составляем пропорцию:

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

термохимическое уравнение

Получили тот же вариант ответа № 4.

Ответ: V(O2)  =  10л.