Материал: 5388

46

26.Составьте схему электролиза расплава хлорида магния и вычислите объем хлора, выделившегося при н.у. из соли масса 19,0 г.

27.При электролизе расплава хлорида калия выделилось 22,4 л хлора (н.у.). Какое количество соли подверглось электролизу

28.Какие вещества выделяются на электродах при электролизе раствора соли AgNO3. Составьте схему электролиза.

29.Вычислите объем газа, выделившийся при электролизе раствора сульфата меди (II), если при этом на катоде образовалась 16,0 г меди.

30.Какое вещество будет содержаться в растворе по окончании электролиза водного раствора KCl?

31.Вычислите массу серебра, выделившуюся при пропускании через раствор нитрата серебра тока в 8 А в течение 15 мин.

7. ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

Первый закон термодинамики

U = U2 – U1 = Q – A,

где U – изменение внутренней энергии системы при переходе ее из состояния 1 в состояние 2; Q – теплота, полученная системой при переходе;

А– работа, совершенная системой.

Энтальпия

H = U + PV,

где Р – давление; V – объем.

Тепловой эффект химической реакции (при постоянном давлении) или изменение энтальпии – количество теплоты выделившееся или поглощенное системой при протекании в ней химической реакции (Q = -∆H).

Закон Гесса: тепловой эффект химической реакции не зависит от пути протекания реакции, а определяется только состоянием исходных веществ и продуктов реакции.

47

Следствие из закона Гесса: тепловой эффект химической реакции равен разности сумм теплот образования продуктов реакции и сумм теплот образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов

aA + bB → cC + dD

Ho c Ho обр С d Ho обр D (a Ho обр A b Ho обр В) ,

где ∆H 0обр – изменение энтальпии при стандартных условиях.

Стандартное состояние – состояние вещества при давлении 101

кПа (1 атм, 760 мм. рт. ст.) и T = 298 К (25 0С).

Если < 0, теплота выделяется, то реакция экзотермическая. Если > 0, теплота поглощается, то реакция эндотермическая.

Обучающая задача 1

Вычислите по термохимическому уравнению количество теплоты, выделяемой при сгорании 1 кг серы:

S + O2 = SO2 + 297 кДж

Решение:

Данное термохимическое уравнение показывает, что при сгорании 1 моль серы (32 г) выделяется 297 кДж теплоты. Учитывая это записываем:

при сгорании 32 г серы выделяется 297 кДж

Ответ: при сгорании 1 кг серы выделяется 9281 кДж теплоты.

Обучающая задача 2

По термохимическому уравнению С + О2 = СО2 + 402,24 кДж

вычислите, сколько сгорело угля, если в реакции выделилось 33 520 кДж теплоты.

Решение:

Данное термохимическое уравнение показывает, что при сгорании 1 моль угля, т.е. 12 г, выделяется 402, 24 кДж теплоты.

Учитывая это, записываем:

48

если выделилось 402,24 кДж, то сгорело 12 г угля, если выделилось 33 520 кДж, то сгорело х г угля

х = 1 000 г

Ответ: 33 520 кДж теплоты выделяется при сгорании 1 кг угля.

Задания для самоподготовки

1.При соединении 4,2 г железа с серой выделилось 7,15 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.

2.При взаимодействии 1,8 г алюминия с кислородом выделилось 54,7 кДж теплоты. Вычислите теплоту образования оксида алюминия. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.

3.При полном сжигании 42 л метана (н.у.) выделилось 1 674 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение реакции горения метана.

4.По термохимическому уравнению реакции

СО + 2Н2 СН3ОН + 109 кДж вычислите количество выделившейся теплоты при образовании 6,4 г мета-

нола?

5. По термохимическому уравнению реакции С2Н4 + Н2О С2Н5ОН + 46 кДж

вычислите объем взятого этилена (н.у.), если известно, что выделенная в этом процессе теплота составила 184 кДж.

6. Термохимическое уравнение реакции горения фосфора: 4Р + 5О2 = 2Р2О5 + 3 010 кДж.

Сколько теплоты выделится при сгорании 62 г фосфора?

7. По термохимическому уравнению реакции горения этилена С2Н4 + 3О2 = 2СО2 + 2Н2О + 1 400 кДж

рассчитайте, сколько выделится теплоты, если в реакцию вступило 5,6 л этилена (н.у.).

8. По термохимическому уравнению реакции горения ацетилена

2С2Н2 + 5О2 = 4СО2 + 2Н2О + 2 610 кДж рассчитайте, сколько выделится теплоты, если в реакцию вступило:

а) 1 моль ацетилена; б) 5,2 г ацетилена; в) 67,2 л ацетилена (н.у.).

49

9. По термохимическому уравнению реакции горения спирта С2Н2ОН + 3О2 = 2СО2 + 3Н2О + 1 374 кДж

вычислите, сколько выделится теплоты и какое количество вещества кислорода вступило в реакцию, если сгорело 3 моль спирта.

10. По термохимическому уравнению реакции горения метана СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О + 803 кДж

рассчитайте, какое количество теплоты выделится при сгорании 5 м3 метана (н.у.) и какое количество вещества кислорода потребуется на это горение.

11. По термохимическому уравнению

2Н2О = 2Н2 + О2 – 571 кДж рассчитайте количество теплоты, поглощенной при образовании 2,24 л во-

дорода (н.у.).

12.При сжигании 2 моль фосфора выделяется 1 504 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение реакции горения фосфора.

13.Возобновление кислорода в атмосферу осуществляется реакцией фотосинтеза:

6СО2 + 6Н2О = С6Н12О6 + 6О2 – 2 815,8 кДж.

Рассчитайте количество вещества оксида углерода (IV) и количество поглощенной теплоты при образовании 7,2 кг глюкозы.

14. По термохимическому уравнению горения водорода

2Н2 + О2 = 2Н2О + 484 кДж рассчитайте объем водорода (н.у.) и количество вещества воды, если в

результате реакции выделилось 24,2 кДж теплоты.

15. Используя термохимическое уравнение реакции

CuO + H2 = Cu + H2O + 80 кДж,

рассчитайте количество теплоты, выделяющейся при восстановлении: а) 5 моль оксида меди (II); б) 1,6 г оксида меди (II).

16. В промышленности водород получают по уравнению:

CH4 + 2H2O = CO2 + 4H2 – 165 кДж.

Каков расход воды (в г), метана (в л) и теплоты при получении 250 м3 водорода (н.у.).