Контрольные вопросы к семинару по теме

“Термохимия”

1. Что называется тепловым эффектом реакции? Охарактеризуйте эндотермический, экзотермический эффекты. Что значит тепловой эффект реакции образования, сгорания вещества?

2. Сформулируйте эмпирический закон Гесса. Покажите, что он является следствием первого начала термодинамики.

3. Выведите следствия закона Гесса, применяемые для практических расчетов тепловых эффектов реакций, с использованием теплот образования и сгорания веществ.

4. Что такое стандартные условия? Для чего они введены?

5. Покажите, как соотносятся тепловые эффекты реакции, проведенной при постоянном объеме и при постоянном давлении. Может ли тепловой эффект при постоянном давлении равняться тепловому эффекту при постоянном объеме?

Задачи для решения

1. Рассчитайте тепловой эффект (H) реакции

4Fe_(тв) + 3O_{2 (г)} = 2Fe₂O_{3 (тв)}, если при этой же температуре известны тепловые эффекты следующих реакций:

2Fe_(тв) + O_{2 (г)} = 2FeO_(тв), H=-532 кДж,

4FeO_(тв) + O_{2 (г)} = 2Fe₂O_3(тв), H=-584 кДж.

2. Рассчитайте тепловой эффект (H) реакции

СН₄ + Cl₂ = CH₃Cl + HCl, если при этой же температуре известны тепловые эффекты следующих реакций:

CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O_(ж), H=-892 кДж,

CH₃Cl + 3/2 O₂ = CO₂ + H₂O _(ж) + HСl, H=-687 кДж,

H₂ + 1/2 O₂ = H₂O _(ж), H=-286 кДж,

1/2 H₂ + 1/2 Cl₂ = HCl, H=-92.5 кДж.

3. Рассчитайте разницу между тепловыми эффектами реакции С₂Н_4(газ) + Cl_2(газ) = C₂H₄Cl_2(газ), проведенной при постоянном давлении и при постоянном объеме при 298К. Какова будет эта разница при 500К?

4. Тепловой эффект реакции Mg(OH)₂ = MgO + H₂O_(г), протекающей в открытом сосуде при 400К и 1.013310⁵ Па, составляет 89.03 кДж. Как будет отличаться от этого значения тепловой эффект, если реакцию проводить при той же температуре, но в закрытом сосуде?

5. Будут ли отличаться (если да, то вычислить, на сколько) тепловые эффекты при Р=Const и V=const (298К) реакций:

CO + 1/2O₂ = CO₂ и СO + H₂O_(г) = CO₂ + H₂?

6. Будут ли отличаться (если да, то вычислить, на сколько) тепловые эффекты при Р=Const и V=const (298К) реакции CO₂ + H₂ = СO + H₂O_(ж)?

7. Рассчитайте теплоту образования жидкого сероуглерода по следующим данным:

S_(ромб) + O₂ = SO₂ ΔH=-296.9 кДж

CS_2(ж) + 3O₂ = CO₂ + 2SO₂ ΔH=-1109.0 кДж

C_(гр) +O₂ =CO₂ ΔH=-393.5 кДж

8. Рассчитайте теплоту образования газообразного аммиака на основании следующих данных:

4NH_3(газ) + 3O_2(газ) =2N_2(газ) + 6H₂O_(газ) ΔH=-1266.9 кДж

2H_2(газ) +O_2(газ) =2H₂O_(газ) ΔH=-483.7 кДж

9. Стандартные теплоты образования MgO_(кр) и СО_2(г) соответственно равны -601.8 и -393.5 кДж/моль. Теплота реакции разложения MgCO₃ на MgO и CO₂ равна 100.7 кДж/моль. Используя эти данные, найдите теплоту образования MgCO₃.

10. Определите тепловой эффект реакции

C₂H₅OH_(ж) + CH₃COOH_(ж) = CH₃COOC₂H_5(ж) +H₂O_(ж), если теплоты сгорания равны соответственно:

ΔH_сг.(C₂H₅OH_(ж)) = -1366.7 кДж/моль

ΔH_сг.(CH₃COOH_(ж)) = -871.5 кДж/моль

ΔH_сг.( CH₃COOC₂H_5(ж)) = -2254.2 кДж/моль

11. Вычислите стандартную теплоту образования бензола С₆Н₆, если стандартная теплота его сгорания равна -3301.3 кДж/моль, а стандартные теплоты образования СО₂ и жидкой воды соответственно равны: -393.5 и ‑285.8 кДж/моль.

12. При сжигании графита образовался оксид углерода (IV) массой 8.86 г и в результате выделилось 79.2 кДж тепла. Вычислите теплоту образования СО₂.

13. Навеску гидразина (N₂H₄) массой 1.5 г сожгли в калориметрической бомбе. Температура калориметра при этом повысилась на 5.85К. Какова молярная теплота сгорания гидразина в условиях опыта, если теплоемкость прибора равна 8.837 кДж/К?

14. Определите стандартную теплоту образования сероуглерода CS₂, если известно, что

CS_{2 (ж)} + 3О₂ = СО_{2 (г)} + 2SO_{2 (г)}, Н₂₉₈=-1075 кДж.

Теплоту сгорания углерода и теплоту сгорания серы возьмите в справочнике.

15. При взаимодействии 5 г металлического натрия с водой при стандартных условиях выделяется 40.25 кДж теплоты, а при взаимодействии 10 г оксида натрия с водой выделяется 36.46 кДж теплоты. Рассчитайте стандартную теплоту образования Na₂O, если стандартная теплота образования воды равна -285.84 кДж/моль.

16. При растворении 16 г СаС₂ в воде выделяется 31.3 кДж теплоты. Определите стандартную теплоту образования Са(ОН)₂. Теплоты образования воды, карбида кальция и ацетилена возьмите в справочнике.

17. Используя справочные данные, определите, какое количество теплоты выделится (поглотится) при восстановлении 80 г оксида железа (III) по реакции

Fe₂O₃ + 2Al =2Fe + Al₂O₃.

18. Сколько нужно затратить теплоты, чтобы разложить 200 г Na₂CO₃ до оксида натрия и диоксида углерода, если тепловые эффекты реакций:

Na₂CO₃ + SiO₂ = Na₂SiO₃ + CO₂ , Н^о₂₉₈=819.29 кДж,

Na₂O + SiO₂ = Na₂SiO₃, Н₂₉₈=-243.5 кДж.

19. Рассчитайте Н^о₂₉₈ реакции образования одного моля ZnSO₄ из ZnS и кислорода по следующим данным:

2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂, Н₂₉₈=-890.0 кДж,

2SO₂ + O₂ = 2SO₃, Н₂₉₈=-196.6 кДж,

ZnSO₄ = ZnO + SO₃, Н₂₉₈=234.0 кДж.

20. Найдите теплоту сгорания алмаза, если стандартная теплота сгорания графита равна -393.51 кДж/моль, а теплота фазового перехода С(графит)С(алмаз) равна 1.88 кДж/моль.

21. Теплота образования хлорида сурьмы (III) равна -383.5 кДж/моль, а реакция взаимодействия SbCl₃ с хлором протекает по уравнению:

SbCl₃ + Cl₂ = SbCl₅, H₂₉₈=-55.7кДж.

Вычислите теплоту образования SbCl₅.

22. Рассчитайте тепловой эффект реакции:

Fe₂O_{3 (кр)} + H_2(г) = 2FeO _(кр) + H₂O_(ж),

если известны тепловые эффекты следующих реакций:

Fe₂O_3(кр) + 3H_2(г) = 2Fe_(кр) + 3H₂O_(ж), H₂₉₈=-36.2кДж,

FeO_(кр) + H_2(г) = Fe_(кр) + H₂O_(ж), H₂₉₈=-22.2кДж.

23. Вычислите теплоту гидратации при переводе безводного сульфита натрия в Na₂SO₃×7H₂O, если теплоты растворения безводного и семиводного сульфитов натрия соответственно равны -11 и +47 кДж/моль.

24. Теплота растворения CuSO₄ составляет -66.1 кДж/моль, а теплота гидратации при переводе CuSO₄ в CuSO₄×5Н₂О равна ‑78.8 кДж/моль. Вычислите теплоту растворения CuSO₄×5Н₂О.

25. Теплоты растворения MgSO₄, MgSO₄×Н₂О и MgSO₄×7Н₂О соответственно равны: -84.85; -55.64 и 15.90 кДж/моль. Какова теплота гидратации при переходе

1. MgSO₄ в MgSO₄×Н₂О

2. MgSO₄ в MgSO₄×7Н₂О

3. MgSO₄×Н₂О в MgSO₄×7Н₂О

26. Вычислите теплоту перехода графита в алмаз, если при образовании моля СО₂ из графита выделяется 393.5 кДж/моль, а при образовании моля СО₂ из алмаза выделяется 395.4 кДж/моль.

27. Теплоты образования воды жидкой и водяного пара соответственно равны: -285.8 и -241.8 кДж/моль. Рассчитайте теплоту испарения воды при 25°С.