Вправа 210. Які рівняння реакцій називають термохімічними? Рівняння хімічних реакцій, у яких наведено тепловий ефект, називають термохімічними рівняннями.
Вправа 211. Визначте, які з наведених термохімічних рівнянь відповідають екзотермічним процесам? ендотермічним?
а) 4P(тв.) + 5O2(г.) = 2P2O5(тв.); ∆H=–2984 кДж/моль;
б) 2Аl(тв.) + Fe2O3(тв.) = Аl2O3(тв.) + 2Fe(тв.); ∆H=–850 кДж/моль;
в) S(тв.) + O2(г.) = SO2(г.); ∆H=–297 кДж/моль;
г) 2HgO(тв.) = 2Hg(р.) + O2(г.); ∆H=+362 кДж;
д) H2(г.) + Cl2(г.) = 2HCl(г.); ∆H=–185,6 кДж/моль;
е) C6H12O6(тв.) + 6O2(г.) = 6CO2(г.) + 6H2O(р.); ∆H=–2800 кДж/моль.
Екзотермічні: а), б), в), д), е.
Ендотермічні: г).
Якщо ΔH додатне число, то відповідна хімічна реакція є ендотермічною, якщо ΔH від'ємне число - екзотермічною.
Вправа 212. За термохімічним рівнянням синтезу амоніаку
N2(г.)+3H2(г.)=2NH3(г.); ∆H=–92 кДж/моль.
обчисліть, скільки теплоти виділиться під час:
а) витрачання азоту кількістю речовини 1 моль; 92 кДж
б) утворення амоніаку кількістю 2 моль. 92 кДж.
Тепловий ефект (у нашому випадку - кількість теплоти, що виділяється) стосується тієї кількості моль, що показують коефіцієнти рівняння реакції.
Вправа 213. Зміна ентальпії реакції згоряння вугілля дорівнює 393,5 кДж/моль. Складіть термохімічне рівняння цієї реакції.
С(тв.) + O2(г.) = CO2(г.); ΔН=-393,5 кДж/моль.
Екзотермічними є всі реакції горіння. Відповідно для цієї реакції ΔH від'ємне число.
Вправа 214. Під час згоряння метану кількістю 1 моль виділилося 890 кДж енергії. Складіть термохімічне рівняння цієї реакції.
CH4(г.) + 2O2(г.) = CO2(г.) + 2H2O(р.); ΔН=-890 кДж.
Тепловий ефект стосується тієї кількості моль, що показують коефіцієнти рівняння реакції. Якщо енергія виділяється у навколишнє середовище, то реакція є екзотермічною, відповідно ΔH від'ємне число.
Вправа 215. Ферум (II) оксид відновлюється карбон (II) оксидом до заліза. Ця реакція супроводжується виділенням 1318 кДж теплоти під час добування 1 моль заліза. Складіть термохімічне рівняння цієї реакції.
FeO(тв.) + CO(г.) = Fe(тв.) + CO2(г.); ΔН = –1318 кДж.
Вправа 216. Під час взаємодії водню з йодом утворився гідроген йодид кількістю речовини 2 моль. При цьому поглинулося 101,6 кДж енергії. Складіть термохімічне рівняння цієї реакції.
H2(г.) + I2(г.) = 2HI(г); ΔН = +101,6 кДж.
Вправа 217. За термохімічними рівняннями в завданні 211 складіть термохімічні рівняння реакцій:
а) утворення меркурій (II) оксиду з простих речовин;
2Hg(тв.) + O2(г.)=2HgO(тв.); ∆H=-362 кДж;
б) розкладу гідроген хлориду;
2HCl(г.) = H2(г.) + Cl2(г.); ∆H=+185,6 кДж/моль;
в) утворення глюкози в процесі фотосинтезу.
6CO2(г.) + 6H2O(р.) = C6H12O6(тв.) + 6O2(г.); ∆H=+2800 кДж/моль
Вправа 218. У реакції згоряння карбон (II) оксиду кількістю 2 моль виділилося 566 кДж енергії. Складіть термохімічне рівняння цієї реакції.
2СO(г.) + O2(г.) = 2CO2(г.); ΔН=-566 кДж.
Вправа 219. На розкладання барій карбонату масою 197 г витратилося 272 кДж теплоти. Складіть термохімічне рівняння цієї реакції.
Знаходимо кількість речовини барій карбонату масою 197 г за формулою v=m/M, M=Mr г/моль
Mr(BaCO3)=Ar(Ba)+Ar(C)+3Ar(O)=137+12+316=197, M(BaCO3)=197 г/моль.
v(BaCO3)=m(BaCO3)/M(BaCO3)=197 г : 197 г/моль=1 моль.
Записуємо термохімічне рівняння.
BaCO3(тв.) = BaO(тв.) + CO2(г.); ΔН=+272 Кдж/моль
Вправа 220. Під час взаємодії заліза масою 56 г із сіркою виділилося 95 кДж теплоти. Складіть термохімічне рівняння цієї реакції.
Знаходимо кількість речовини заліза масою 56 г за формулою v=m/M, M=Mr г/моль
Mr(Fe)=Ar(Fe)=56 M(Fe)=56 г/моль.
v(Fe)=m(Fe)/M(Fe)=56 г : 56 г/моль=1 моль.
Записуємо термохімічне рівняння.
Fe(тв.) + S(тв.) = FeS(тв.); ΔН=-95 Кдж/моль
Вправа 221. Порівняйте наведені термохімічні рівняння і поясніть відмінності у зміні ентальпії:
СН4(г.) + 2О2(г.) = СО2(г.) + 2Н2О(г.); ∆Н=–802 кДж/моль;
СН4(г.) + 2О2(г.) = СО2(г.) + 2Н2О(р.); ∆Н=–890 кДж/моль.
На утворення водяної пари (газоподібна речовина) витрачається більше енергії, ніж на утворення води (рідина).
Кількісне значення ∆H, залежить тільки від природи речовин та їхньої кількості.
Вправа 222*. Зміна ентальпії реакції нейтралізації хлоридної кислоти натрій гідроксидом дорівнює –56,1 кДж/моль, а калій гідроксидом становить –56,3 кДж/моль. У реакції нітратної кислоти з літій гідроксидом зміна ентальпії дорівнює –55,8 кДж/моль. Як ви вважаєте, чому теплові ефекти реакцій між наведеними речовинами майже збігаються? Бо подібними є природа речовин та їхня кількість. Тепловий ефект стосується тієї кількості моль, що показують коефіцієнти рівняння реакції.
Для всіх цих рівнянь реакцій скорочене йонне рівняння має вигляд:
H+(p.) + OH-(p.) = H2O (p.)
Ентальпії реагентів і продуктів реакції є майже однаковими.