СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕМЕНТАХ И ИХ СОЕДИНЕНИЯХ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ




Практическая работа № 18

Тема: Решение термохимических задач (тепловой эффект реакции)

Вид учебного занятия: практическая работа

Цель: формирование умения решать термохимические задачи на тепловой эффект химической реакции.

Задание: решить задачи и ответить на контрольные вопросы (для решения задач в приложении представлены стандартные термодинамические величины)

Теоретические основы

Пример 1. Сколько выделится теплоты при получении 1 кг железа по реакции

Fe2O3(к)+3СО(г)=2Fe(к)+3СО2(г), если энтальпии образования Fe2O3(к), СО(г) и СО2(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.

Пример 2. 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 – 3Н23/2О2 = 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

∆Hобр С2Н6= -84,67 кДж

Пример 3. Реакция горения этилового спирта выражается термохимическим уравнением:

С2Н5ОН(ж) + 3О2(г) = 2СО2(г) + 3Н2О(ж); ΔН =?

Вычислите тепловой эффект реакции, если известно, что мольная (молярная) теплота парообразования С2Н5ОН(ж) равна +42,36 кДж и известны теплоты образования: С2Н5ОН(г); СО2(г); Н2О(ж).

Решение. Для определения ΔН реакции необходимо знать теплоту образования С2Н5ОН(ж). Последнюю находим из данных:

С2Н5ОН(ж) = С2Н5ОН(г); ΔН = + 42,36 кДж.

+42,36 = -235,31 – ∆HC2H5OH(ж);

∆HC2H5OH(ж) = -235,31 – 42,36 = -277,67 кДж.

Вычисляем ΔН реакции, применяя следствия из закона Гесса:

ΔНх.р. = 2(-393,51) + 3(-285,84) + 277,67 = -1366,87 кДж.

Порядок выполнения практической работы

Решите следующие задачи

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

2. При сжигании какого количества магния выделяется 1000 кДж, если кДж/моль?

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?

Сформулируйте вывод по работе

ПРИЛОЖЕНИЕ

СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕМЕНТАХ И ИХ СОЕДИНЕНИЯХ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Таблица 1 – Стандартные термодинамические характеристики некоторых веществ

Вещество кДж/моль кДж/моль S 0298 Дж/(моль·К)
Al2(SO4)3 (т) –3444 –3103  
Al2O3 (т) –1676 –1580 50,9
BaCO3 (т) –1235 –1134  
BaO (т) –548 –518 70,4
C (т)     5,74
C2H4 (г)     219,4
C2H5OH (ж) –277 –175 160,7
CaCO3 (т) –1207 –1128  
CaO (к) –636 –603  
CaSiO3 (к) –1562 –1550  
CH3OH (ж) –239 –166,2 126,8
CH4 (г) –74,85 –50,79 186,19
Cl2 (г)     222,96
CO(г) –110,5 –137,14 197,54
CO2 (г) –394 –394,4  
Fe (т)     27,3
Fe2O3 (т) –823 –740 87,9
H2 (г)      
H2O (г) –242 –229  
H2O (ж) –286 –237  
H2S (г) –21 –33,8  
HСl (г) –93 –95,3  
N2O (г)      
Na2CO3 (т) –1138 –1048  
Na2O (т) –416 –378 75,5
NaOH (т) –427,8 –381,1 64,16
NH3 (г) –46 –16,7  
NH4Cl (т) –314 –203  
NH4NO3 (т) –365 –184  
NO (г) 90,37 86,71 210,62
NO2 (г)   51,5 240,2
O2 (г)      
P2O5 (т) –1492 –1348,8 114,5
SiO2 (т) –908,3 –854,2 42,7
SO2 (г) –297 –300  
SO3 (г) –395,2 –370,4 256,23
Zn (т)     41,59
ZnO (т) –349 –318,2 43,5

 

Стандартные теплоты (энтальпии) образования ΔHо298 некоторых веществ

Вещество Состояние ΔHо298, кДж/моль Вещество Состояние ΔHо298, кДж/моль
С2H2 г +226,75 CO г -110,52
CS2 г +115,28 CH3OH г -201,17
NO г +90,37 C2H5OH г -235,31
C6H6 г +82,93 H2O г -241,83
C2H4 г +52,28 H2O ж -285,84
H2S г -20,15 NH4Cl к -315,39
NH3 г -46,19 CO2 г -393,51
CH4 г -74,85 Fe2O3 к -822,10
C2H6 г -84,67 Ca(OH)2 к -986,50
HCl г -92,31 Al2O3 к -1669,80

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2021-04-15 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: