РОЗДІЛ 2 НЕМЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ТА ЇХ СПОЛУКИ
ХІМІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ IVA ГРУПИ
§ 46. Розрахунки за термохімічними рівняннями реакцій
Усвідомлення змісту цього параграфа дає змогу: обчислювати теплові ефекти хімічних реакцій;
Розв’язувати розрахункові задачі за термохімічними рівняннями реакцій.
Для обчислень за термохімічними рівняннями реакцій потрібно знати таке.
1. Термохімічними називаються рівняння хімічних реакцій, у яких зазначається тепловий ефект хімічної реакції.
2. Тепловий ефект хімічної реакції – це кількість
3. Хімічні реакції, що супроводжуються виділенням теплоти, називаються екзотермічними. Приклади: горіння вуглецю, взаємодія водню з киснем, реакція нейтралізації тощо.
4. Хімічні реакції, що супроводжуються вбиранням теплоти, називаються ендотермічними. Приклади: більшість реакцій розкладу, реакції взаємодії вуглецю з вуглекислим газом або водою.
5. Термохімічні рівняння реакцій складаються за певними правилами:
А) коефіцієнти
Б) якщо під час реакції виділяється теплота, то в правій частині рівняння тепловий ефект ЛН записують зі знаком “-“, якщо поглинається – зі знаком “+”;
В) тепловий ефект хімічної реакції залежить від агрегатного стану реагентів і продуктів реакції або типу їх алотропної видозміни. Тому в термохімічних рівняннях реакцій біля формул речовин позначається їх агрегатний стан або видозміна. Наприклад,
Н2 (г) + 0,5О2 (г) = Н2О(р) ∆Н = – 286 кДж
Н2 (г) + 0,5О2 (г) = Н2О(г), ∆Н = – 242 кДж
С (графіт) + О2 (г) = СО2 (г), ∆Н = – 394 кДж
С (алмаз) + О2 (г) = СО2 (г), ∆Н = – 392,1 кДж
6. Теплота, що виділяється або поглинається під час реакції, прямо пропорційна масі, об’єму, кількості речовини кожної речовини у реакції. Так, якщо в реакцію вступає у 10 разів більше речовини, ніж зазначено в термохімічному рівнянні реакції, то теплоти виділяється так само у 10 разів більше.
Задача 1. Дано термохімічне рівняння реакції горіння карбон(ІІ) оксиду: 2СО (г) + О2 (г) = 2СО2 (г),∆ Н = – 566 кДж.
Обчисліть кількість теплоти, що виділиться при спалюванні: а) 4 моль; б) 4 г; в) 4 л (н. у.) карбон(ІІ) оксиду.
Р о з в я з а н н я а) Оскільки кількість теплоти прямо пропорційна кількості речовини реагенту, що вступає в реакцію, то складаємо пропорцію: при згорянні 2 моль СО виділяється 566 кДж теплоти,
При згорянні 4 моль СО – x кДж теплоти;
Б) m (2 моль СО) = 28 г/моль – 2 моль = 56 г. Складаємо пропорцію:
При згорянні 56 г СО виділяється 566 кДж теплоти,
При згорянні 4 г СО – y кДж теплоти;
В) V (2 моль СО) = 22,4 л/моль – 2 моль = 44,8 л.
Складаємо пропорцію:
При згорянні 44,8 л СО виділяється 566 кДж теплоти,
При згорянні 4 л СО – z кДж теплоти;
В і д п о в і д ь. а) 1132 кДж; б) 40,4 кДж; в) 50,5 кДж.
Задача 2. За певних умов вуглець масою 120 г окиснюють до карбон(ІІ) оксиду. При цьому виділяється 1105 кДж теплоти. Напишіть термохімічне рівняння реакції.
Р о з в’я з а н н я
1) Записуємо термохімічне рівняння реакції в загальному вигляді:
2С (т) + О2 (г) = 2СО (г),∆Н = ?
2) Кількість речовини вуглецю у 120 г дорівнює:
N(C) = 120 г : 12 г/моль = 10 моль
3) Складаємо пропорцію:
10 моль вуглецю відповідають 1105 кДж теплоти, 2 моль вуглецю відповідають x кДж теплоти;
В і д п о в і д ь. Термохімічне рівняння реакції:
2С (т) + О2 (г) = 2СО (г), ЛН = – 221 кДж.
Задача 3. Дано термохімічне рівняння горіння вуглецю:
С (т) + О2 (г) = СО2 (г), ЛН = – 394 кДж.
Обчисліть об’єм вуглекислого газу (н. у.), що утворився під час реакції, якщо виділилося 985 кДж теплоти.
Р о з в ‘ я з а н н я
1) За рівнянням реакції виділився вуглекислий газ об’ємом
V(CO2) = 22,4 л/моль – 1 моль = 22,4 л
2) Складаємо пропорцію:
394 кДж теплоти відповідають 22,4 л СО2,
985 кДж теплоти відповідають х л СО2;
В і д п о в і д ь. V(CO2) = 56 л.
Коротко про головне
Термохімічне рівняння реакції відображає матеріальний та енергетичний баланс реакції. Це дає змогу здійснювати розрахунки кількості вихідних речовин і продуктів реакції й енергії у вигляді теплоти, яка виділяється чи поглинається під час реакції.
Розв’язуючи хімічні задачі за термохімічним рівнянням реакції, слід пам’ятати, що між кількістю речовини, масою, об’ємом реагентів і теплотою, яка поглинається чи виділяється під час реакції, існує пряма пропорційна залежність.
Складаючи математичну пропорцію, треба обов’язково застосовувати одну й ту саму величину кількісної характеристики речовини (масу, об’єм або її кількість).
(1 votes, average: 5,00 out of 5)