Правильный расчет теплового эффекта реакций и теплот образования веществ 

 

 

Тепловой эффект реакции

 

Задание 95.
Реакция горения бензола выражается термохимическим уравнением:
С₆Н₆(ж) + 15/2О_2(г) = 6СО_2(г) + 3Н₂О_(г);   =?
Вычислите тепловой эффект этой реакции, если известно, что молярная теплота парообразования бензола равна +33,9 кДж. Ответ: —3135,58 кДж.
Решение:
∆H°С₆Н₆(парообр.) = +33,9 кДж/моль;
∆H°С₆Н₆(г) = +82,9 кДж/моль;
∆H°Н₂О = -241,98 кДж/моль;
∆H°СО₂ = -393,51 кДж/моль;
(С₆Н₆(ж) → (С₆Н₆(г);  ∆H = +33,9 кДж;
ΔН = ?
Зная мольную теплоту парообразования и мольную теплоту образования газообразного бензола, рассчитаем мольную теплоту образования жидкого бензола из соотношения:

∆H°С₆Н₆(ж) =  ∆H°С₆Н₆(парообр.) - ∆H°С₆Н₆(г) -  =
= 82,9 - 33,9 = 49 кдж/моль.

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 следствие из закона Гесса:

∆H°х.р. = ∑∆H°(прод.) - ∑∆H°(исходн.);
∆H°х.р. = 3∆H°(Н₂O) + ∆H°СО₂ – ∆H°С₆Н₆(ж);
∆H°х.р. = 6(-393,51) +3(-241,98) –  49 = -3136 кДж.

Ответ: ΔН = -3136 кДж.

---

Задание 96.
Вычислите тепловой эффект и напишите термохимическое уравнение реакции горения 1 моля этана С₂Н₆(г), в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Сколько теплоты выделится при сгорании 1 м³ этана в пересчете на нормальные условия? Ответ: 63742,86 кДж.
Решение:
Уравнение реакции горения этана имеет вид:

С₂Н_{6 (г)}  + 31/2O₂ = 2СО_2(г) + 3Н₂О _(ж);   = ?

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 следствие из закона Гесса: 

Рассчитаем теплоту, выделяющуюся при сжигании 1м³ этана из пропорции: 

Ответ:  Q = 69637,05 кДж. 

---

Теплота образования вещества

Задание 97.
Реакция горения аммиака выражается термохимическим уравнением: 
4NH_3(г) + 3O_{2 (г)} = 2N_2(г) + 6Н₂O_(ж); = —1530,28 кДж. Вычислите теплоту образования NH3 (г). Ответ: —46,19 кДж/моль. 
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 дав-лении Qp 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 — жид-кое, к —- кристаллическое. Эти символы опускаются, если агрегатное состояние веществ очевидно, например, О₂, Н₂ и др.
Термохимическое уравнение реакции имеет вид:

4NH_3(г) + 3O_{2 (г)} = 2N_2(г) + 6Н₂O_(ж);  = —1530,28 кДж.

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: 

 = 6(6Н₂O_(ж)) – 4 (NH_3(г))

Отсюда вычислим теплоту образования NH₃:

4 (NH_3(г)) = 6(6Н₂O_(ж)) – ;
4 (NH_3(г))   = [(-285,84) – (–1530,28кДж);
4(NH_3(г))   =  –184,76кДж;
 (NH3(г)) =  –184,7/4 = —46,19 кДж/моль.

 Ответ: –46,19 кДж/моль.

---

Задание 98.
При взаимодействии 6,3 г железа с серой выделилось 11,31 кДж теплоты. Вычислите теплоту образования сульфида железа ЕеS. Ответ: —100,26 кДж/моль.
Решение:
Уравнение реакции имеет вид:

Ответ: —100,26 кДж/моль.

---

Задание 99. 
При сгорании 1 л ацетилена (н.у.) выделяется 56,053 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксида углерода. Вычислите теплоту образования С₂Н_2(г). Ответ. 226,75 кДж/моль.
Решение:
Уравнение реакции горения ацетилена имеет вид:

Рассчитаем теплоту, выделяющуюся при сжигании 1моль ацетилена из пропорции:

Термохимическое уравнение реакции горения ацетилена будет иметь вид:

Тепловой эффект реакции можно вычислить, используя следствии е из закона Гесса: 

= 6(СО₂) + 3(Н₂О)  –  (С₆Н₆) 

Отсюда вычислим теплоту образования С₂Н₂:

 (С₂Н₂) = [2(СО₂) +  (Н₂О)] -  ;
(С₂Н₆₎  = [2 -393,51) + (-241,83)] – (–1255,587) =
= 226,75кДж.

 Ответ: 226,75 кДж/моль.

---

Задание 100. 
При получении молярной массы эквивалента гидроксида кальция из СаО(к) и Н₂О(ж) выделяется 32,53 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования оксида кальция. Ответ: –635,6 кДж.
Решение:
Так как молярная масса эквивалента гидроксида кальция равна 1/2M(Са(ОН)₂), то при по-лучении 1моль его выделится 65,06 кДж теплоты (2 . 32,53 = 65,06).
Термохимическое уравнение получения гидроксида кальция из СаО(к) и Н₂О(ж) будет иметь вид: 

СаО(к) + Н₂О(ж) = Са(ОН)₂(к);   = 65,06 кДж. 

Тепловой эффект реакции можно вычислить, используя следствии е из закона Гесса: 

 =  (Са(ОН)_2(к))  –[(СаО_(к)) + (Н₂О_(ж))].

Отсюда вычислим теплоту образования С₂Н₂: 

 ( СаО_(к)) = [(Са(ОН)_2(к)) +  (Н₂О_(ж))] - ;
( СаО_(к))   = [-986,6) - (-285,84) - (65,06)] –  = –635,6 кДж.

Ответ: –635,6 кДж/моль.

---