Задачи для самостоятельного решения. 21. Определить тепловой эффект реакции и рассчитать, сколько теплоты выделяется при сгорании 1 кг Mg по этой реакции

21. Определить тепловой эффект реакции и рассчитать, сколько теплоты выделяется при сгорании 1 кг Mg по этой реакции.

2Mg _(к) + CO_2(г) = 2MgO_{к +} C _(гр).

Ответ: –809,5 кДж; 16865 кДж.

22. На разложение некоторого количества оксида меди (II) было затрачено 12,8 кДж теплоты. При этом образовалось 5,0 г меди. Определить энтальпию образования оксида меди.

Ответ: –163,8 кДж/моль.

23 При сжигании графита образовался оксид углерода (IV) массой 8,86 г. Изменение энтальпии этой реакции Δ_rН⁰₂₉₈ = –79,2 кДж. Вычислите стандартную энтальпию образования СО₂.

Ответ: –393,3 кДж/моль.

24. Написать термохимическое уравнение реакции растворения оксида меди (II) в соляной кислоте. Сколько тепла выделяется при растворении 100 г оксида?

Ответ: Δ_rН⁰₂₉₈ =–5,6 кДж; выделится 7 кДж тепла.

25. Рассчитать стандартную энтальпию образования оксида азота, зная тепловой эффект реакции:

4NH_{3 (г)} + 5О_{2 г)} → 4NO _(г) + 6Н₂О _(г), D_rН⁰₂₉₈ = –906 кДж.

Сколько тепла выделится (поглотится) при сгорании 25 г аммиака?

Ответ: 90,3 кДж/моль; 333 кДж.

26. Сколько тепла выделится (поглотится) при разложении 200 г СаСО₃ по реакции:

СаСО_{3 (к)} = СаО _(к). + СО_{2 (г)}, D_rН⁰₂₉₈ = 178,2 кДж.

Ответ: 356,4 кДж.

27. Разложение гремучей ртути при взрыве идет по уравнению

Hg(ONC)₂ = Hg + 2CO + N₂; D_rН⁰₂₉₈ = –364,2 кДж.

Определить количество теплоты, выделившейся при взрыве 1,5 кг Hg(ONC)₂.

Ответ: 1919 кДж.

28. При взаимодействии 3 моль оксида азота (I) с аммиаком образуется азот и пары воды. При этом выделяется 877,7 кДж тепла. Написать термохимическое уравнение этой реакции и вычислить энтальпию образования оксида. Сколько тепла выделится при условии, что масса оксида азота составляет 50 г?

Ответ: Δ_fН⁰₂₉₈(N₂О) = 81,4 кДж; 332 кДж.

29. Чему равно изменение энтальпии реакции разложения бертолетовой соли:

KСlO₃ = KCl + 3/2O₂?

Сколько теплоты выделяется (поглощается) при разложении одного килограмма KСlO₃ по этой реакции?

Ответ: –45,5 кДж; 371 кДж.

30. Определить тепловой эффект реакции:

H₂S _(г) + 3/2O_{2 (г)} ⇄ SO_{2 (г)} + Н₂О _(г).

Сколько теплоты выделяется при сжигании 1 м³ (н. у.) H₂S?

Ответ: – 517,7 кДж; 23112 кДж.

31. Не производя вычислений, обосновать знак изменения энтропии при протекании реакций:

Fe₂O_{3 (к)}+ 3C _(гр) = 2Fe _(к) + 3CO _(г);

4НСl _(г)+ O_{2 (г)} = 2Cl_{2 (г)} + 2H₂O _(ж).

Подтвердить свой прогноз необходимыми расчётами.

Ответ: 542,3 Дж/К; – 366,6 Дж/К.

32. Определить энтальпию образования Р₂О₅, если при сгорании 6,2 г фосфора выделяется 150,7 кДж тепла.

Ответ: 1507 кДж/моль.

33. Не производя вычислений, указать для каких из перечисленных реакций изменение энтропии способствует самопроизвольному протеканию реакции; для последней реакции рассчитать D_rН⁰₂₉₈:

а) TiO_{2 (к)}+2C _{(графит)} = Ti _(к) + 2СО _(г);

б) СН₃СООН (водн.)= СН₃СОО^- (водн.) + Н⁺ (водн.);

в) 2NO _(г)+ О_{2 (г)} = 2NО_{2 (г)}.

Ответ:–114,2 кДж.

34. Вычислить теплоту образования MgCO₃, пользуясь данными:

С _(гр) + О_{2 (г)}= СО_{2 (г)}, D_rН⁰₁ = –393,5 кДж/моль;

Mg _(к) + 1/2O_{2 (г)} = МgO _(к), D_rН⁰₂ = –601,2 кДж/моль;

MgO _(к)+ CO_{2 (г)} = MgCO_{3 (к)}, D_rН⁰₃ = –118,3 кДж/моль.

Ответ: –1113 кДж/моль.

35. Определить теплоту образования этилена, пользуясь данными:

С₂Н_{4 (г)} + 3О_{2 (г)}= 2СО_{2 (г)} + 2Н₂О _(г), D_rН⁰₁ = –1323 кДж;

С _{(графит)} + О_{2 (г)} = СО_{2 (г)}, D_rН⁰₂ = –393,5 кДж;

Н_{2 (г)} + 1/2О_{2 (г)} = Н₂О _(г), D_rН⁰₃ = –241,8 кДж.

Ответ: 52,4 кДж/моль.

36. Рассчитать теплоту образования мышьяковистой кислоты на основе данных:

H_{2 (г)} + 1/2O_{2 (г)} = H₂O _(ж), D_rН⁰₁ = –285,85 кДж;

2As _(к) + 3/2O_{2 (г)} = As₂O_{3 (к)}, D_rН⁰₂ = –653,98 кДж;

As₂O_{3 (к)} + 3H₂O _(к) = 2H₃AsO_{3 (к)}, D_rН⁰₃ = 31,61 кДж.

Ответ: –740 кДж/моль.

37. Вычислить энтальпию образования карбоната магния, пользуясь уравнением:

MgCO_{3 (к)} = MgO _(к) +СО_{2 (г)}, D_rН⁰ = 118,3 кДж.

Ответ: –1113 кДж/моль.

38. Исходя из термохимических уравнений 1 и 2 и не пользуясь справочником, вычислить тепловой эффект реакции 3:

1. H₂S _(г) + 3/2О_{2 (г)} → Н₂О _(ж) + SO_{2 (г)}, D_rН⁰₁ = –561,1 кДж;

2. S _(к) + О_{2 (г)} → SO_{2 (г)}, D_rН⁰₂ = –296,2 кДж;

3. 2Н₂S _(г) + SO_{2 (г)} → 3S _(к) + 2Н₂О _(ж).

Ответ: –233,6 кДж.

39. Основной процесс, протекающий в доменной печи, выражается суммарным уравнением:

Fe₂O_{3 (к)} + 3CO _(г) =2Fe _(к)+3CO_{2 (г)}.

Определить тепловой эффект и изменение энтропии данной реакции в стандартных условиях.

Ответ: –689,9 кДж; 15,2 Дж/К.

40. Вычислить тепловой эффект реакции при 298К:

Fe₂O_{3 (к)} + 2Al _(к) = Al₂O_{3 (к)} + 2Fe _(к).

Сколько тепла выделится при взаимодействии 27 г алюминия?

Ответ: –853,5 кДж; –426,8 кДж.

Контрольные вопросы

1. Какие функции называют функциями состояния?

2. Что изучает термохимия? Какие уравнения называют термохимическими?

3. Какие химические реакции называют экзотермическими и эндотермическими?

4. Какая величина называется стандартной энтальпией образования сложного вещества?

5. Какие функции служат критериями направленности химических процессов.