Задачи для самостоятельного решения

21. Определите теплоту сгорания этилена

С₂Н₄ + 3О₂ → 2СО₂ + 2Н₂О_(ж),

исходя из следующих данных: ∆H^обр С₂Н₄= 62,01 кДж/моль;

∆H^обрН₂О= -284,9 кДж/моль; ∆H^обр СО₂= -393,9 кДж/моль.

Ответ: -1419,6 кДж/моль.

22. Найдите разность между q _p и q _v при 25⁰С для следующих реакций:

N₂ + 3 H₂ → 2NH₃; 2 C + O₂ → 2 CO.

Ответ: -4955,1 Дж; - 2477,5 Дж.

23. Теплота диссоциации СаСО₃ → СаО + СО₂ при 900⁰С составляет 178, 3 кДж/моль. Теплоемкости веществ Дж/моль∙К:

С_р (СаСО₃) = 104,5 + 21,9∙10^-3Т – 25,9∙10⁵ Т^-2;

С_р (СаО) = 49,6 + 4,5∙10^-3Т – 6,9∙10⁵ Т^-2;

С_р (СО₂) = 44,1 + 9,0∙10^-3Т – 8,5∙10⁵ Т^-2.

Вычислите теплоту диссоциации при 1000⁰С.

Ответ: 176, 3 кДж.

24. Определите количество теплоты, выделяющейся при гашении 500 кг извести водой:

СаО + Н₂О → Са (ОН)₂ при 25⁰С

Для решения задачи теплоты образования веществ (∆Н₂₉₈) возьмите из таблицы 1.

Ответ: 589, 3 кДж.

25. Тепловой эффект реакции 2 Fe + 3/2 O₂ → Fe₂O₃ при 18⁰С и постоянном давлении равен – 823, 3 кДж/моль. Определите q _v для этой реакции при той же температуре.

Ответ: - 817, 67 кДж.

26. Рассчитать тепловой эффект при 1000 К процесса

СН₄ → С + 2Н₂, если ∆Н₂₉₈ = 74, 9 кДж/моль. Теплоемкости веществ Дж/моль∙К:

С_р (С) = 11,2 + 10,9 ∙10^-3Т;

С_р (Н₂) = 27,2 + 3,8 ∙10^-3Т;

С_р (СН₄) = 22,4 +43,2∙10^-3Т.

Ответ: 99,4 кДж/моль.

27. Определите теплоту образования сероуглерода по уравнению СS₂ + 3О₂ → СО₂ + 2 SО₂, если известно, что тепловой эффект реакции равен (–1109.9) кДж.

∆Н^обр.SO₂ = -297,1 кДж/моль; ∆Н^обр.СO₂ =- 393,7 кДж/моль.

Ответ: 122,0 кДж/моль.

28. Вычислите теплоту образования бензола

6 С + 3 Н₂ → С₆ Н₆, если теплоты сгорания водорода, углерода и бензола соответственно равны: -285,0; - 394,0; -3282,4 (кДж/моль).

Ответ: - 63,4 кДж/моль.

29. Теплота образования паров воды по уравнению

Н₂ + ½ О₂ → Н₂О _(пар) при 25⁰С равна (– 242,0) кДж/моль. Вычислите тепловой эффект этой реакции при 1000 К пользуясь уравнениями теплоемкостей реагирующих веществ (Дж/моль∙К):

С_р (Н₂О) = 30,2 +11,3 ∙10^-3Т;

С_р (Н₂) = 29,1 – 0,84 ∙10^-3Т;

С_р (О₂) = 31,5 + 3,4 ∙10^-3Т.

Ответ: - 247,5 кДж.

30. Тепловой эффект реакции Мq(OH)₂ → МqО + Н₂О _(пар), протекающей в открытом сосуде при 400 К и 101325 Па, составляет 89, 03 кДж. Как будет отличаться от этого значения тепловой эффект, если реакцию проводить при той же температуре, но в закрытом сосуде?

Ответ: 85, 7 кДж.

31. Рассчитате расход теплоты на получение 100м³ водорода в ходе процесса

СН₄ + СО₂ → 2 СО + 2 Н₂

Данные по теплотам образования веществ возьмите из таблицы 1.

Ответ: 5, 552∙ 10⁵ кДж.

32. Сколько выделится теплоты при гашении 112 кг извести по реакции СаО + Н₂О_(ж) → Са(ОН)₂? Теплоты образования веществ возьмите из таблицы 1.

Ответ: 136 ∙ 10³ кДж.

33. Вычислите тепловой эффект реакции Ν₂ + 3 Н₂ → 2 ΝН₃ при 500⁰ С, если уравнения для теплоемкостей (Дж/моль∙ К) реагирующих веществ имеют вид:

С_р (ΝН₃) = 29, 6 + 25, 5 ∙ 10 ^–3 Т;

С_р (Н₂) = 29, 1 – 0, 84 ∙ 10 ^–3 Т;

С_р (Ν₂) =27, 8 + 4, 3 ∙ 10 ^–3 Т и теплота реакции при 25⁰ С

равна (– 92, 4) кДж

Ответ: - 107, 2 кДж

34. Определите количество поглощенной теплоты при растворении 1 м³ оксида углерода СО + Н₂О_(ж) → СО₂ + Н₂ . Данные по теплотам образования веществ при стандартных условиях возьмите из таблицы 1.

Ответ: 125, 1 кДж.

35. Рассчитайте теплоту образования нафталина при 25⁰ С, если тепловой эффект реакции

С₁₀Н₈ + 12 О₂ → 10 СО₂ + 4 Н₂О_(ж) равен (– 5162) кДж

ΔН^обр СО₂= - 393, 8 кДж/моль, ΔН^обрН₂О_(Ж) = - 286, 0 кДж/моль

Ответ: 84 кДж/моль.

36. Определить тепловой эффект реакции

Са(ОН)₂ → СаО + Н₂О_(г) , если она протекает в автоклаве при постоянном объеме и 298 К. Тепловые эффекты образования веществ при стандартных условиях возьмите из таблицы 1.

Ответ: 106, 82 к Дж.

37. При стандартных условиях тепловой эффект процесса

С₂Н₅ОН_(г) → C₂H₄ + H₂О_(г) равен 45, 8 кДж. Вычислите тепловой эффект этой реакции при 400 К, если температурная зависимость теплоемкостей (Дж/моль·К) веществ выражается уравнениями:

С_р (H₂О_(г)) = 30, 1+11, 3∙ 10^-3 Т,

С_р (C₂H₄) = 4, 2+154, 7∙ 10^-3 Т,

С_р (С₂Н₅ОН_(г)) = 20, 7+205, 5∙ 10^-3 Т.

Ответ: 45, 78 кДж.

38. Какое количество тепла надо затратить, чтобы прошел процесс разложения 0, 2 м³ СО₂ по реакции 2СО₂ → 2СО + О₂ при стандартных условиях. Данные возьмите из таблицы 1.

Ответ: 2517, 3 кДж.

39. Рассчитайте теплоту образования аммиака при стандартных условиях, если тепловой эффект реакции

NH₄Cl_(тв) → NH₃ + HCl_(г) равен 175, 2 кДж, а

∆Н^обр NH₄Cl = - 313,8 кДж/моль, ∆Н^обр HCl = -92, 38 кДж/моль.

Ответ: -46, 22 кДж.

40. Тепловой эффект сгорания графита при 298 К равен

–393,8 кДж/моль. Молярные теплоемкости для этих веществ соответственно равны 8,65 кДж/моль∙К и 6, 06 кДж/моль∙К. Рассчитайте тепловой эффект перехода графита в алмаз при 273 К.

Ответ: -1835, 2 Дж.