2.2. Задачи для самостоятельного решения

2.2.1. Расчет теплоты химической реакции

1. Зная теплoты pеaкций

1) C (гpaфит) + O₂ (г) = CO₂ (г), ∆H⁽¹⁾ = -94052 кал

2) CO (г) + 1/2 O₂ (г) = CO₂ (г), ∆H⁽²⁾ = -67636 кал

3) H₂ (г) + 1/2 O₂ (г) = H₂O (г), ∆H⁽³⁾ = -57798 кал

oпpеделить теплoты следyющиx xимических pеaкций:

4) C (гpaфит) + 1/2 O₂ (г) = CO (г), ∆H⁽⁴⁾ =?

5) С (гpафит) + H₂O (г) = CO (г) + H₂ (г), ∆H⁽⁵⁾ =?

6) C (гpaфит) + 2H₂O (г) = CO (г) + 2H₂ (г), ∆H⁽⁶⁾ =?

2. Hа основании следующих данных:

1) 4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6 H₂O, ∆H = -362400 кал,

2) 2H₂ + O₂ = 2 H₂O, ∆H = -136800 кал,

3) NH₃ + aq = NH₃·aq, ∆H = -8400 кал

пoдсчитaть тeплoтy oбpaзoвaния аммиака и его водного раствора.

3. Pассчитaть тeплoтy рeaкции

NH₃ (г) +5/4O₂ (г) = NO (г) + 3/2 H₂O (г)

по следующим данным:

H₂O (г) = H₂O (ж), ∆H⁽¹⁾ = -10520 кал,

1/2 N₂ (г) + 3/2 H₂ (г) = NH₃ (г), ∆H⁽²⁾ = -11040 кал,

H₂ (г) + 1/2 O₂ (г) = H₂O (ж), ∆H⁽³⁾ = -68320 кал,

NO (г) = 1/2 N₂ (г) + 1/2 O₂ (г), ∆H⁽⁴⁾ = -21600 кал.

4. Определить стандартную теплоту реакции образования бензола из ацетилена при 25 °С, если известны стандартные теплоты сгорания участвующих в реакции веществ при той же температуре

3С₂Н₂ (г) = С₆Н₆ (ж)

соединение	С2Н2	С6Н6
, ккал/моль	-310,62	-718,00

5. Найти стандартную теплоту реакции деструктивной гидрогенизации (гидрокрекинга) н-гептана при 25 °С, если известны стандартные теплоты сгорания участников реакции

С₇Н₁₆ (г) + 3Н₂ (г) = С₂Н₆ (г) + 2CH₄ (г) + С₃Н₈ (г)

соединение	С7Н16	Н2	С2Н6	CH4	С3Н8
, ккал/моль	-1160,0	-68,31	-372,82	-212,79	-530,60

6. Вычислить стандартную теплоту реакции дегидрирования этана

2С₂Н₆ (г) = 2СН₄ (г) + С₂Н₂ (г) +H₂ (г),

проводимой в газовой фазе при 298,15 К.

7. Найти теплоту реакции получения этанола при Р = const и 25 °С, если известны стандартные теплоты образования из простых веществ участников реакции

С₂Н₂ (г) + H₂O (г) = С₂H₅OH (г)

соединение	С2Н2	H2O	С2H5OH
, ккал/моль	+12,496	−57,798	−56,240

8. Определить стандартную теплоту реакции получения 1,3-бутадиена из этанола, протекающая в газовой фазе при 25 °С.

С₂H₅OH (г) = С₂Н₄ (г) + H₂ (г) + 2H₂O (г)

соединение	С2H5OH	С2Н4	H2	H2O
, ккал/моль	+56,240	+26,330	0	−57,798

9. Один из методов получения ацетилена – окислительный пиролиз метана (неполное горение в кислороде). Вычислить стандартную теплоту этой реакции при 25 °С.

11СН₄ (г) +7O₂ (г) = 2С₂Н₂ (г) + 6CO (г) +14H₂ (г) + CO₂(г) + 6H₂O (г)

10. Вычислить теплотворную способность пропана в стандартных условиях при 25 °С. Результат расчета сравнить с табличной величиной

= −530,60 ккал/моль.

11. Вычислить газообразного ацетальдегида. Полученную величину сравнить с экспериментальной. ( = −285 ккал/моль).

12. Вычислить газообразного коричного альдегида C₆H₅CH=CHCHO.

13. Вычислить по энергиям связей н-бутана.

4С (графит) + 5H₂ (г) = н-C₄H₁₀ (г)

14. Найти CH₃COOH в газообразном состоянии.

2H₂ (г) + O₂ (г) + 2C (тв) = CH₃COOH (г)

15. Определить газообразного йодистого метила, используя метод энергии связей.

С (тв) + 1,5H₂ (г) + 0,5I₂ (тв) = СH₃I (г)

16. Найти по энергиям связей стандартную теплоту реакции, протекающей в газовой фазе при 298,15 К

C₃H₆ (г) + H₂O (г) = изо−C₃H₇OH (г)

Результат расчета сопоставить с величиной , вычисленной с помощью следствия из закона Гесса, если участвующих в реакции веществ соответственно равны 4,879, −57,798, −64,2 ккал/моль.

17. Вычислить теплоту образования этана, если известна теплота его сгорания: -1560 кДж/моль.

18. Теплоты сгорания бензола (г) и ацетилена соответственно составляют -3268 и -1301 кДж/моль. Вычислить ∆Н° реакции

3C₂H₂ = C₆H₆.

19. Теплоты сгорания этана С₂Н₆ и этилена С₂Н₄ соответственно составляют -1560 и -1411 кДж/моль. Вычислить ∆Н° реакции гидрирования этилена

С₂Н₄ + Н₂ = С₂Н₆.

20. Теплота сгорания этилового спирта составляет -1409 кДж/моль. Вычислить ∆Н° реакции

2CO + 4H₂ = С₂Н₅OH + H₂O (ж).