Для связи в whatsapp +905441085890

Энергетика химических реакций задачи с решением

Энергетика химических реакций

Задача 20.

Рассчитать изменение стандартных энтальпии и энтропии химической реакции:

Энергетика химических реакций задачи с решением
Энергетика химических реакций задачи с решением

Решение:

Изменение стандартных энтальпии и энтропии химической реакции рассчитываем на основании первого следствия из закона Гесса:

Энергетика химических реакций задачи с решением

где Энергетика химических реакций задачи с решением — стандартные энтальпии образования и энтропии веществ, которые находим из таблицы

Энергетика химических реакций задачи с решением

тогда:

Энергетика химических реакций задачи с решением

Ответ: Энергетика химических реакций задачи с решением

Задача 21.

Стандартная энтальпия реакции сгорания метанола Энергетика химических реакций задачи с решением равна (-726,64) кДж/моль. Написать термохимическое уравнение сгорания метанола и вычислить стандартную энтальпию его образования.

Энергетика химических реакций задачи с решением

Решение:

Стандартной энтальпией сгорания вещества Энергетика химических реакций задачи с решением называется тепловой эффект реакции полного сгорания 1 моль органического вещества до Энергетика химических реакций задачи с решением при стандартных условиях.

Составляем термохимическое уравнение сгорания 1 моль метанола:

Энергетика химических реакций задачи с решением

Следовательно, для данной реакции Энергетика химических реакций задачи с решением

Для определения Энергетика химических реакций задачи с решением используем первое следствие из закона Гесса для этой же реакции:

Энергетика химических реакций задачи с решением

Откуда: Энергетика химических реакций задачи с решением

Энергетика химических реакций задачи с решением

Значения стандартных энтальпий образования Энергетика химических реакций задачи с решением веществ берем из таблицы стандартных термодинамических величин.

Энергетика химических реакций задачи с решением

Ответ: Энергетика химических реакций задачи с решением.

Задача 22.

Вычислить стандартную энтальпию растворения Энергетика химических реакций задачи с решением в воде, если при растворении 10 г Энергетика химических реакций задачи с решением в 250 мл воды температура раствора повысилась от Энергетика химических реакций задачи с решением. Удельная теплоемкость раствора равна 3,99 Дж/(г*К).

Энергетика химических реакций задачи с решением

Решение:

Стандартную энтальпию растворения рассчитываем по уравнению:

Энергетика химических реакций задачи с решением

где Энергетика химических реакций задачи с решением

Энергетика химических реакций задачи с решением, -количество выделившейся теплоты при растворении 10 г Энергетика химических реакций задачи с решением, Дж

Энергетика химических реакций задачи с решением

где Энергетика химических реакций задачи с решением

Для рассматриваемой задачи Энергетика химических реакций задачи с решением. При этом следует учесть, что знак «+» указывает на повышение температуры при растворении, а знак — на понижение температуры.

Энергетика химических реакций задачи с решением

1000 — пересчет Дж в кДж.

Ответ: Энергетика химических реакций задачи с решением

Задача 23.

Найти массу метана Энергетика химических реакций задачи с решением, при полном сгорании которого до Энергетика химических реакций задачи с решением в тепловом агрегате выделяется теплота, достаточная для нагревания 1 л воды от 20 до 100°С. Мольную теплоемкость воды принять равной 75,3 Дж/моль*К. КПД теплового агрегата составляет 50%.

Энергетика химических реакций задачи с решением

Решение:

Количество теплоты, необходимое для нагревания 1 л (1000 г) воды от 20 до 100°С определяем по формуле:

Энергетика химических реакций задачи с решением

Определим массу метана при горении, которого выделяется такое количество теплоты. Процесс горения метана по условию задачи описывается уравнением:

Энергетика химических реакций задачи с решением

Тепловой эффект этой реакции Энергетика химических реакций задачи с решением определяем по I следствию из закона Гесса

Энергетика химических реакций задачи с решением
Энергетика химических реакций задачи с решением
Энергетика химических реакций задачи с решением

Таким образом при сгорании 16 г метана выделяется 802,2 кДж тепла. Определяем массу метана, при сгорании которой выделяется 334,7 кДж теплоты. Составляем пропорцию:

Энергетика химических реакций задачи с решением

С учетом КПД теплового агрегата масса метана составляет

Энергетика химических реакций задачи с решением

Ответ: масса метана составляет 13,34 г.

Задача 24.

Используя справочные данные по Энергетика химических реакций задачи с решением, определить при каких температурных условиях возможно самопроизвольное протекание реакции

Энергетика химических реакций задачи с решением
Энергетика химических реакций задачи с решением

Решение:

Возможность самопроизвольного протекания реакции, определяется знаком перед величиной изменения энергии Гиббса для данной реакции:

если Энергетика химических реакций задачи с решением самопроизвольное протекание реакции при стандартных условиях возможно в прямом направлении;

если Энергетика химических реакций задачи с решением то при стандартных условиях прямая реакция невозможна, а возможна обратная реакция.

Значение Энергетика химических реакций задачи с решением рассчитываем по формуле:

Энергетика химических реакций задачи с решением

где Энергетика химических реакций задачи с решением — изменение стандартной энтальпии реакции, кДж: Энергетика химических реакций задачи с решением — изменение стандартной энтропии реакции, Дж/К:

Энергетика химических реакций задачи с решением — пересчет кДж в Дж.

Значение Энергетика химических реакций задачи с решением определяем согласно первому следствию из закона Гесса:

Энергетика химических реакций задачи с решением

где Энергетика химических реакций задачи с решением — стандартные энтальпии образования и энтропии веществ, значения которых находим из таблицы стандартных термодинамических величин.

Энергетика химических реакций задачи с решением

тогда:

Энергетика химических реакций задачи с решением

Ответ: При высоких температурах значение Энергетика химических реакций задачи с решением и, следовательно, реакция возможна при нагреве.

Задача 25.

Рассчитать теплотворную способность каменного угля, если известно, что в нем содержится 80% углерода, а в отходящих газах после сгорания угля содержится 14% Энергетика химических реакций задачи с решением и 2% Энергетика химических реакций задачи с решением по объему.

Энергетика химических реакций задачи с решением

Решение:

Теплотворной способностью топлива называется тепловой эффект, который соответствует сгоранию единицы массы (1 кг) Для твердых и жидких видов топлив Энергетика химических реакций задачи с решением

Приводим уравнения горения углерода

Энергетика химических реакций задачи с решением

Из приведенных уравнений (ур. 4.8 и 4.9) следует, что масса сгоревшего углерода пропорционально объемам образовавшихся газов. Поскольку в каменном угле содержится 80% углерода, то в 1000 г каменного угля содержится 800 г углерода и в Энергетика химических реакций задачи с решением превратилось (ур 4.8)

Энергетика химических реакций задачи с решением

а в Энергетика химических реакций задачи с решением превратилось: Энергетика химических реакций задачи с решением г углерода (ур. 4.8) Исходя из того, что тепловые эффекты реакций (4.8) и (4.9) есть стандартные энтальпии образования Энергетика химических реакций задачи с решением и Энергетика химических реакций задачи с решением (величины табличные), но взятые с противоположным знаком, поскольку

Энергетика химических реакций задачи с решением

рассчитываем количество теплоты, выделившейся при сгорании 700 г углерода до Энергетика химических реакций задачи с решением (ур. 4.8). Молярная масса углерода Энергетика химических реакций задачи с решением

При сгорании

12 г углерода выделяется 393,5 кДж

700 г углерода выделяется Энергетика химических реакций задачи с решением кДж

откуда:

Энергетика химических реакций задачи с решением

Рассчитываем количество теплоты, выделившейся при сгорании 100 г углерода до Энергетика химических реакций задачи с решением (ур.4.9).

при сгорании

12 г углерода выделяется 110,5 кДж

100 г углерода выделяется Энергетика химических реакций задачи с решением кДж

откуда:

Энергетика химических реакций задачи с решением

Следовательно теплотворная способность каменного угля

Энергетика химических реакций задачи с решением

Эти задачи взяты со страницы готовых задач по предмету химия:

Решение задач по химии

Возможно эти страницы вам будут полезны:

Эквивалент. Закон эквивалентов задачи с решением
Способы выражения состава раствора задачи с решением
Скорость химических реакций и химическое равновесие задачи с решением
Физико-химические свойства растворов задачи с решением