Здесь вы найдете примеры задач на вычисление таких термодинамических параметров как энтальпия, энтропия, энергия Гиббса. Определение возможности самопроизвольного протекания процесса, а также составление термохимических уравнений.
Задачи к разделу Основы термодинамики с решениями
Задача 1. Рассчитайте стандартную энтальпию и стандартную энтропию химической реакции. Определите в каком направлении при 298 °К (прямом или обратном) будет протекать реакция. Рассчитайте температуру, при которой равновероятны оба направления реакции.
Fe2O3 (к) + 3H2 = 2Fe(к) + 3H2O(г)
Используя справочные данные стандартных энтальпий веществ, находим:
Используя справочные данные стандартных энтропий веществ, находим:
При Т=298°К, ΔG > 0 – реакция не идет самопроизвольно, т.е. реакция будет протекать в обратном направлении.
Чтобы рассчитать температуру, при которой равновероятны оба направления реакции, надо ΔG приравнять к нулю:
При Т = 705,83 К реакция будет идти равновероятно как в прямом так и в обратном направлении.
Урок №2. Закон действующих масс. Кинетическое уравнение скорости химической реакции Beyond Chemistry
Задача 2. Вычислите энергию Гиббса и определите возможность протекания реакции при температурах 1000 и 3000 К.
| Cr2O3 (т) + 3C (т) = 2Cr (т) + 3CO (г) | ||||
| ΔH298, кДж/моль | — 1141 | 0 | 0 | — 110,6 |
| ΔS298, Дж/(моль×К) | 81,2 | 5,7 | 23,6 | 197,7 |
Вычисления энергии Гиббса проводим согласно выражению:
Необходимо рассчитать энтальпию и энтропию химической реакции.
Используя справочные данные стандартных энтальпий веществ, находим:
Аналогично, используя справочные данные стандартных энтропий веществ, находим:
Найдем энергию Гиббса при 1000 К
ΔG1000 > 0, следовательно, реакция самопроизвольно не идет.
Найдем энергию Гиббса при 3000 К
ΔG3000 ˂ 0, следовательно, реакция протекает самопроизвольно.
Задача 3. Определите тепловой эффект сгорания жидкого CS2(ж) до образования газообразных СО2 и SO2. Сколько молей CS2 вступят в реакцию, если выделится 700 кДж тепла?
Уравнение реакции сгорания жидкого сероуглерода следующее:
Тепловой эффект реакции вычислим подставляя справочные данные стандартных энтальпий веществ в выражение:
Т.е. при сгорании 1 моля сероуглерода выделяется 1075,1 кДж тепла
а при сгорании x молей сероуглерода выделяется 700 кДж тепла
Найдем х:
x = 700·1/1075,1 = 0,65 моль
Итак, если в результате реакции выделится 700 кДж тепла, то в реакцию вступят 0,65 моль CS2
Задача 4. Вычислите тепловой эффект реакции восстановления оксида железа (II) водородом, исходя из следующих термохимических уравнений:
1. FeO (к) + CO (г) = Fe (к) + CО2 (г); ΔH1 = -18,20 кДж;
2. СO (г) + 1/2O2 (г) = СO2 (г) ΔН2 = -283,0 кДж;
Химия ЦТ | Задачи по термохимическим уравнениям
3. H2 (г) + ½ O2 (г) = H2O (г) ΔН3 = -241,83 кДж.
Реакция восстановления оксида железа (II) водородом имеет следующий вид:
4. FeO (к) + H2 (г) = Fe (к) + H2O (г)
Чтобы вычислить тепловой эффект реакции необходимо применить закон Гесса, т.е. реакцию 4. можно получить, если сложить реакции 1. и 2. и вычесть реакцию 1.:
Таким образом, тепловой эффект реакции восстановления оксида железа (II) водородом равен
Задача 5. Реакция горения бензола выражается термохимическим уравнением:
С6Н6(ж) + 7½ О2(г) = 6СО2(г) + 3Н2О(г) – 3135,6 кДж.
Вычислите теплоту образования жидкого бензола. Определите теплотворную способность жидкого бензола при условии, что стандартные условия совпадают с нормальными.
Тепловой эффект реакции равен:
В нашем случае ΔHр-ции = – 3135,6 кДж, найдем теплоту образования жидкого бензола:
Теплотворная способность жидкого бензола вычисляется по формуле:
М(бензола) = 78 г/моль
QТ = – 3135,6· 1000 / 78 = — 4,02·10 4 кДж/кг
Теплотворная способность жидкого бензола QТ = — 4,02·10 4 кДж/кг
Задача 6. Реакция окисления этилового спирта выражается уравнением:
С2Н5ОН(ж) + 3,0 О2(г) = 2СО2(г) + 3Н2О(ж).
Определить теплоту образования С2Н5ОН(ж), зная ΔН х.р. = — 1366,87 кДж. Напишите термохимическое уравнение. Определите мольную теплоту парообразования С2Н5ОН(ж) → С2Н5ОН(г), если известна теплота образования С2Н5ОН(г), равная –235,31 кДж·моль -1 .
Исходя из приведенных данных, запишем термохимическое уравнение:
Тепловой эффект реакции равен:
Используя справочные данные теплот образования веществ, найдем теплоту образования С2Н5ОН(ж):
ΔH 0 C2H5OH(ж) = -277,36 кДж/моль
ΔH 0 парообразования = — 235,31 + 277,36 = 42,36 кДж/моль
Для обратимой реакции FeO(тв) + H2(г) ↔ Fe(тв) + H2O(г) — Q Определите, в какую
Для обратимой реакции FeO(тв) + H2(г) ↔ Fe(тв) + H2O(г) — Q Определите, в какую сторону сместится равновесие реакции, если: а) увеличить давление; б) увеличить температуру; в) уменьшить концентрацию H2O(г) Рассчитайте равновесные концентрации веществ, если начальная концентрация водорода равна 0,5 моль/л, а константа равновесия Кр = 8
1. При изменении условий: температуры, давления, концентрации реагирующих веществ – химическое равновесие смещается, происходит увеличение или уменьшение скорости прямой или обратной реакции.
Направление смещения равновесия определяется принципом Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, подействовать извне, то равновесие смещается в том направлении, которое ослабляет это воздействие.
а) увеличить давление
При увеличении давления равновесие смещается в сторону уменьшения количества вещества газа, т.е. в сторону понижения давления; при уменьшении давления равновесие смещается в сторону возрастания количества вещества газов, т.е
. в сторону увеличения давления. Если реакция протекает без изменения числа моль газообразных веществ, то давление не влияет на положение равновесия в этой систем.
В нашем примере, реакция протекает без изменения числа моль газообразных веществ, значит, изменение давления не влияет на смещение равновесия.
б) увеличить температуру
Для выяснения влияния температуры на химическое равновесие необходимо знать знак теплового эффекта реакции. При повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции (∆Н > 0), при понижении температуры – в сторону экзотермической (∆Н < 0).
FeO(тв) + H2(г) ↔ Fe(тв) + H2O(г) — Q
Реакция эндотермическая( — Q), значит, при повышении температуры, равновесие смещается вправо, в сторону прямой реакции.
в) уменьшить концентрацию H2O(г)
При увеличении концентрации какого-либо исходного реагента равновесие реакции смещается в сторону расходования его, т.е
Библиотека Ирины Эланс, основана как общедоступная библиотека в интернете. Онлайн-библиотеке академических ресурсов от Ирины Эланс доверяют студенты со всей России.
Библиотека Ирины Эланс
Полное или частичное копирование материалов разрешается только с указанием активной ссылки на сайт:
Ирина Эланс открыла библиотеку в 2007 году.
Источник: student-files.ru
В результате реакции термохимическое уравнение которой feo тв h2 г fe
FOR-DLE.ru — Всё для твоего DLE 😉
Привет, я Стас ! Я занимаюсь так называемой «вёрсткой» шаблонов под DataLife Engine.
На своем сайте я выкладываю уникальные, адаптивные, и качественные шаблоны. Все шаблоны проверяются на всех самых популярных браузерх.
Раньше я занимался простой вёрсткой одностраничных, новостных и т.п. шаблонов на HTML, Bootstrap. Однажды увидев сайты на DLE решил склеить пару шаблонов и выложить их в интернет. В итоге эта парочка шаблонов набрала неплохую популярность и хорошие отзывы, и я решил создать отдельный проект.
Кроме шаблонов я так же буду выкладывать полезную информацию для DataLife Engin и «статейки» для веб мастеров. Так же данный проект будет очень полезен для новичков и для тех, кто хочет правильно содержать свой сайт на DataLife Engine. Надеюсь моя работа вам понравится и вы поддержите этот проект. Как легко и удобно следить за обновлениями на сайте?
Достаточно просто зарегистрироваться на сайте, и уведомления о каждой новой публикации будут приходить на вашу электронную почту!
ГДЗ Химия 9 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А. 2019 §2 КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
Красным цветом приводится решение , а фиолетовым ― объяснение.
Задание 2
Как классифицируют химические реакции по тепловому эффекту? На экзотермические (с выделением теплоты) и эндотермические (с поглощением теплоты) .
Что такое термохимическое уравнение? Уравнения химических реакций, в которых указан тепловой эффект, называются термохимическими.
Приведите примеры уравнений таких реакций.
Реакция нейтрализации серной кислоты екзотермическая:
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O + 114 кДж
Реакция разложения оксида серы (VI) ендотермическая:
2SO3 = 2SO2 + O2↑ — 188 кДж
Задание 3
Как классифицируют химические реакции по агрегатному состоянию реагентов? На гомогенные и гетерогенные реакции.
Приведите примеры уравнений таких реакций.
К гомогенным реакциям относятся все реакции между газообразными веществами, а также реакции, протекающие в растворах, например:
2SO2 (г) + O2 (г) = 2SO3
Zn (тв) + S (тв) = ZnS
Н2SO4 (р-р) + Na2СO3 (р-р) = Na2SO4 + CO2↑ + Н2O
К гетерогенным реакциям относятся все реакции между веществами, находящимися в различных фазах, например, обжиг пирита или окисление алюминия:
4FеS2 (тв) + 11O2 (г) = 2Fе2O3 + 8SO2
4Al (тв) + 3O2 (г) = 2Al2O3
Фазой называется часть системы, имеющая в любой точке одинаковые состав и свойства, и отделённая от других фаз границей раздела.
Задание 4
Как классифицируют химические реакции по направлению? На необратимые и обратимые.
Приведите примеры уравнений таких реакций.
Горение серы или меди:
S + O2 = SO2 ― необратимая реакция, поскольку протекает только в одном направлении.
2Сu + O2 = 2CuO ― необратимая реакция , поскольку протекает только в одном направлении.
Окисление оксида серы (IV) кислородом до оксида серы(VI) или синтез аммиака:
2SO2 + O2 ⇄ 2SO3 ― обратимая реакция , поскольку в одних и тех же условиях протекает в двух взаимно противоположных направлениях.
N2 + 3H2 ⇄ 2NH3 ― обратимая реакция , поскольку в одних и тех же условиях протекает в двух взаимно противоположных направлениях.
Задание 5
Как классифицируют химические реакции по использованию катализатора? На каталитические и некаталитические.
Приведите примеры уравнений таких реакций.
Окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI) кислородом или разложение пероксида водорода:
2SO2 + O2 ⇄ 2SO3 ― каталитическая реакция, поскольку применяется катализатор оксид ванадия (V) V2O5 для увеличивания скорости протекания химической реакции.
2H2O2 = 2H2O + O2↑ ― каталитическая реакция, поскольку применяется катализатор оксид марганца (ІV) MnO2 для увеличивания скорости протекания химической реакции.
Взаимодействие оксида серы (VI) с водой или хлора с железом:
SО3 + H2O = Н2SO4 ― некаталитическая реакция, поскольку протекает легко без использования катализатора.
3Сl2 + 2Fe = 2FeCl3 ― некаталитическая реакция, поскольку протекает легко без использования катализатора.
Задание 6
Напишите уравнения следующих химических реакций и определите тип каждой реакций по числу и составу реагентов и продуктов:
а) оксида кальция с водой;
CaO + H2O = CaCO3 Реакция соединения
б) железа с раствором серной кислоты;
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ Реакция замещения
в) раствора нитрата серебра с раствором хлорида магния;
2AgNO3 + MgCl2 = 2AgCl↓ + Mg(NO3)2 Реакция обмена
г) получения углекислого газа нагреванием карбоната кальция.
CaCO3 = CaO + CO2↑ Реакция разложения
Задание 7
Разложение карбоната бария представляет собой эндотермический процесс, требующий затрат 267 кДж теплоты на разложение 1 моль соли. Запишите термохимическое уравнение реакции разложения карбоната бария.
BaCO3 = BaO + CO2↑ ― 267 кДж, Q=-267 кДж /моль
По условии задачи при разложении 1 моль соли выделяется 267 кДж теплоты,
по химическому уравнению при разложении 1 моль соли ― х кДж теплоты.
x=1 моль • 267 кДж : 1 моль=267 кДж теплоты
Напишите уравнение обратной реакции.
BaO + CO2 = BaCO3 + 267 кДж, Q=267 кДж/моль
Как вы думаете, каков её тепловой эффект? Положительный, поскольку Q>0
Задание 8
По термохимическому уравнению реакции горения углерода:
С (тв) + О2 (г) = СО2 (г) + 410 кДж рассчитайте:
а) количество теплоты, которое выделится при сгорании 54 г углерода;
Дано: Qр-ции=410 кДж/моль, m(C)=54 г
Найти: Q-?
Решение
1 способ
Рассчитаем количество вещества углерода по формуле n=m/M, где М ― молярная масса .
M(C)=12 г/моль
n(C)=m(C)/M(C)=54 г : 12 г/моль=4,5 моль
Q=n(C)●Qр-ции=4,5 моль ● 410 кДж/моль=1845 кДж
2 способ
Рассчитаем количество вещества углерода по формуле n=m/M, где М ― молярная масса .
M(C)=12 г/моль
n(C)=m(C)/M(C)=54 г : 12 г/моль=4,5 моль
Составляем пропорцию и решаем её.
C 1 моль С выделяется 410 кДж теплоты,
C 4,5 моль С ― х кДж теплоты.
х=4,5 моль ● 410 кДж : 1 моль=1845 кДж
3 способ
M(C)=12 г/моль, масса 1 моль=12 г
Составляем пропорцию и решаем её.
C 12 г С выделяется 410 кДж теплоты,
C 54 г С ― х кДж теплоты.
х=410 г ● 54 кДж : 12 г=1845 кДж
Ответ: 1845 кДж
б) объём кислорода, израсходованный в реакции горения, если в результате выделилось 2050 кДж теплоты.
По термохимическому уравнению реакции с 1 моль O2 выделяется 410 кДж теплоты,
по условию задачи с х моль O2 ― 2050 кДж теплоты.
х=n(O2)=2050 кДж ● 1 моль : 410 кДж=5 моль
Рассчитываем объём кислорода количеством вещества 5 моль по формуле V=n●VM, где VM ― молярный объём.
V(O2)=n(O2)●VM=5 моль ● 22,4 л/моль=112 л
Ответ: 112 л
Задание 9
Закончите уравнения следующих химических реакций, указав гетерогенные и гомогенные реакции, а также окислительно-восстановительные реакции. Укажите окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления.
а) Н2 (г) + Сl2 (г) = 2HCl ― гомогенная реакция, ОВР
Схема окислительно-восстановительной реакции.
H2 0 + Cl2 0 → H +1 Сl -1
Восстановитель H2 0 -2e → 2H +1 |2|2|1 ― процесс окисления
Окислитель 2Cl 0 +2e → Cl2 -1 |2| |1 ― процесс восстановления
б) МgО (тв.) + Н2SO4 (р-р) = MgSO4 + H2O ― гетерогенная реакция, не ОВР
в) 2 Аl (тв) + 3 СuSO4 (р-р) = Al2(SO4)3 + 3Cu↓ ― гетерогенная реакция, ОВР
Al 0 + Cu +2 SO4 → Al2 +3 (SO4)3 + Cu 0
Восстановитель Al 0 -3e → Al +3 |3|6|2 ― процесс окисления
Окислитель Cu +2 +2e → Cu O |2| |3 ― процесс восстановления
В приведённой реакции алюминий — восстановитель, а сульфат меди (за счёт атомов меди в степени окисления +2) — окислитель.
г) ВаСl2 (р-р) + ZnSO4 (р-р) = BaSO4↓ + ZnCl2 ― гомогенная реакция, не ОВР
Дополнительное задание
Тепловые эффекты реакций нейтрализации между соляной кислотой и гидроксидом натрия, серной кислотой и гидроксидом калия, азотной кислотой и гидроксидом лития примерно одинаковы. Как вы думаете, почему? Одинаковое значение теплового эффекта реакций нейтрализации объясняется тем, что сущность всех таких реакций сводится к одному и тому же процессу: связыванию протонов и гидроксид-ионов и образованию молекул воды и, естественно, характеризуется одним и тем же тепловым эффектом.
Для всех этих уравнений реакций сокращенное ионное уравнение имеет вид:
H + (p.) + OH — (p.) = H2O (p.)
Запишите ионные уравнения перечисленных реакций.
HCl + NaOH = NaCl + H2O
H + + Cl — + Na + + OH — = Na + + Cl — + H2O
H + + OH — = H2O
H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O
2H + + SO4 2- + 2K + + 2OH — = 2K + + SO4 2- + 2H2O
2H + + 2OH — = 2H2O :2
H + + OH — = H2O
HNO3 + LiOH = LiNO3 + H2O
H + + NO3 — + Li + + OH — = Li + + NO3 — + H2O
H + + OH — = H2O
- Габриелян и др. Химия 9 класc 2019
- 2020-09-27
Источник: gdz.cool