Просмотр содержимого документа
«Решение задач по химии»
Решение задач
Термохимические уравнения включают в себя кроме химических формул тепловой эффект реакции. Числовое значение в уравнении реакции строго соответствует количествам веществ, участников реакции, т.е. коэффициентам. Благодаря этому соответствию, можно установить пропорциональные отношения между количеством вещества или массой и количеством теплоты в этой реакции.
Например: Термохимическое уравнение разложения малахита
(CuOH)2 CO3 = 2CuO + H 2 O + CO 2 - 47 кДж
Мы видим, что на разложение 1 моля малахита необходимо израсходовать 47 кДж, при этом образуется 2 моля оксида меди, 1 моль воды и 1 моль углекислого газа. Если мы затратим энергии в 2 раза больше, мы сумеем разложить 2 моля малахита, при этом получим 4 моля оксида меди, 2 моля воды и 2 моля углекислого газа.
Аналогично можно установить пропорциональные отношения, используя коэффициенты и молярные массы участников реакции. 47 кДж энергии затратится на разложение 94 г малахита, при этом выделится 160 г оксида меди, 18 г воды и 44 г углекислого газа. Пропорция несложная, но, используя массовые числа, учащиеся часто допускают расчетные ошибки, поэтому я рекомендую решать задачи с пропорциями через количество вещества.
Решим задачи:
Задача 1. Определите количество теплоты, которое выделится при образовании 120 г MgO в результате реакции горения магния, с помощью термохимического уравнения.
2 Mq + O2 = 2MqO + 1204 кДж
Дано: m (Mg0) = 120г Найти: Q1 -? | Решение: 1) Определяем количества оксида магния, используя формулу для нахождения количества вещества через массу. n = m / M n(MqO) = 120г/ 40 г/моль = 3 моль 2) Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции По уравнению 2 моля MqO - 1204 кДж По условию 3 моля MqO - Q1 |
Отсюда
| | 3 моль* 1204кДж | |
Q1 | = | ----------------------- | = 1803 кДж |
| | 2моль | |
Ответ: При образовании 120г оксида магния выделится 1803 кДж энергии.
Задача 2. В результате реакции, термохимическое уравнение которой
2 C2H2+ 5O2 = 4CO2 +2H2O + 2610 кДж
выделилось 652,5 кДж теплоты. Определите массу сгоревшего ацетилена.
Дано: Q1 = 652,5 кДж Найти: m(C2H2)-? | Решение: 1) Установим пропорциональные отношения между количеством вещества ацетилена и количеством теплоты. По уравнению 2 моль C2H2_---------- 2610 кДж По условию х моль ---------- 652,5 кДж Решаем пропорцию | | 2 моль* 652,5кДж | | х | = | ----------------------- | = 0,5 моль | | | 2610 кДж | | 2) Определяем массу ацетилена по формуле m= n * M m = 0,5 моль * 26 г/моль = 13 г. |
Ответ: масса сгоревшего ацетилена 13 г.
Задача 3. В результате горения 48 г метана выделилось 2406 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.
Дано: m(CH4)= 48г Q1 = 2406 кДж Найти: Q -? | Решение: 1. Запишем уравнение реакции горения метана в общем виде CH4+ 2O2 = CO2 +2H2O + Q 2. Определим количество 48 г метана n = m / M n(CH4) = 48г/ 16 г/моль = 3 моль 3. Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции По условию 3моля CH4 - 2406 кДж По уравнению 1 моль CH4 - Q Решаем пропорцию | | 1 моль* 2406 кДж | | х | = | ----------------------- | = 802 кДж | | | 3 моля | | Ответ: термохимическое уравнение реакции горения метана CH4+ 2O2 = CO2 +2H2O + 802 кДж |
Задача 4. Какой объем кислорода (при н.у.) выделится в результате реакции, термохимическое уравнение которой
2KClO3 = 2KCl + 3O2 – 91 кДж,
если на разложение бертолетовой соли было затрачено 182 кДж теплоты.
Дано: Q1 = 91 кДж Найти: V (O2)-? | Решение: 1)Установим пропорциональные отношения между количеством вещества кислорода и количеством теплоты. По уравнению 3 моль O2 ---------- 91 кДж По условию х моль ---------- 182 кДж Решаем пропорцию | | 3 моль* 182 кДж | | х | = | ----------------------- | = 6 моль | | | 91 кДж | | 2) Вычислим объем кислорода, согласно закону Авогадро (Vm = 22б4 л.моль) V = n * Vm V(O2) = 6 моль * 22,4 л/моль = 134,4 л |
Ответ: объем выделившегося кислорода равен 134,4 л.
Решите самостоятельно:
1. Согласно термохимическому уравнению реакции
CH4+ 2O2 = CO2 +2H2O + 802 кДж
определите количество теплоты, выделившейся при сжигании 24 г метана.
2. Тепловой эффект реакции горения серы равен 297 кДж. Какая масса серы сгорела, если выделилось 742,5 кДж теплоты.
3. По термохимическому уравнению H2+ Cl2 = 2HCl + 184,36 кДж рассчитайте, какой объем затрачен на образование хлороводорода (при н.у.), если при этом выделилось 921,8 кДж теплоты.