1. Energetyka reakcji chemicznych : zadania
Zakładam, że jesteś już po przerobieniu entalpii reakcji i masz nieposkromioną ochotę przećwiczyć to na zadaniach, to jesteś w świetnym miejscu!
Zadanie 1 − Oblicz ile ciepła wydzieli się podczas spalania 17,4 g acetonu o wzorze sumarycznym C3H6O. ΔHsp (C3H6O) = − 1820 kJ/mol
Zadanie 2 − Entalpia spalania sacharozy (C12H22O11) wynosi −16,52 kJ • gー1 . Oblicz entalpię spalania sacharozy w przeliczeniu na jeden mol sacharozy.
Zadanie 3 − Entalpia neutralizacji opisuje reakcję zobojętnienia, czyli reakcji kwasu z zasadą. Oblicz entalpię neutralizacji dla reakcji kwasu solnego z wodorotlenkiem sodu. Entalpie tworzenia zostały podane niżej.
Substancja | HCl | NaOH | NaCl | H2O |
ΔHtw (kJ/mol) | − 167 | − 470,11 | − 411,3 | − 285,8 |
Zadanie 4 − Oblicz ile ciepła wydzieli się podczas spalania 3,78 dm3 etanolu o gęstości d = 0,79 g • cmー3 . Entalpia spalania etanolu (C2H6O) wynosi −1357,2 kJ/mol/
Zadanie 5 − Oblicz entalpię następujących reakcji, wiedząc że ΔHtw (NH3) = − 45,9 kJ/mol
- N2 + 3H2 ⟶ 2NH3
- 3N2 + 9H2 ⟶ 6NH3
- ¼ N2 + ¾ H2 ⟶ ½ NH3
Zadanie 6 − Oblicz entalpię następujących reakcji, na podstawie entalpii tworzenia podanych w tabeli.
Substancja | NO | NO2 | FeS (s) | H2S (g) | HCl (aq) | HCl (g) | FeCl2 |
ΔHtw (kJ/mol) | 91,3 | 34,2 | − 95,1 | − 20,6 | − 167 | − 92,3 | − 342 |
- 2NO + O2 ⟶ 2NO2
- FeS (s) + 2HCl (g) ⟶ FeCl2 + H2S (g)
Zadanie 7 − Oblicz entalpię reakcji, na podstawie entalpii spalania podanych w tabeli.
Substancja | Al (s) | Ba (s) |
ΔHsp (kJ/mol) | − 838 | − 553,5 |
2Al (s) + 3BaO (s) ⟶ Al2O3 (s) + 3Ba (s)
2. Rozwiązania
Zadanie 1 : n = 17,4/58 = 0,3 mola acetonu. Przy spalaniu 1 mola acetonu wydziela się 1820 kJ ciepła, więc spalanie 0,3 mola da 0,3 • 1820 = 546 kJ ciepła.
Zadanie 2 : Masa molowa sacharozy to M = 342 g/mol. Z proporcji mamy, że 1 g sacharozy daje 16,52 kJ ciepła, więc 342 g to nasze x. W takim razie x = 5649,84 kJ. Entalpia spalania sacharozy wynosi zatem ΔHsp (C12H22O11) = − 5649,84 kJ/mol
Zadanie 3 : Zaczynamy od napisania równania reakcji : HCl + NaOH ⟶ NaCl + H2O . Entalpia reakcji to suma entalpii tworzenia produktów odjąć suma entalpii tworzenia substratów. Czyli : ΔH = (− 411,3 + − 285,8) − (− 167 + − 470,11) = − 59,99 ≅ − 60 kJ/mol
Zadanie 4 : Najpierw równanie reakcji! C2H6O +3O2 ⟶ 2CO2 + 3H2O . Korzystając z gęstości oraz objętości możemy obliczyć masę użytego do spalania etanolu, czyli : d = m/V ; 0,79 = m/3780 ⇒ m = 2986,2 g etanolu (musisz pamiętać o ujednoliceniu jednostek, przecież gęstość jest w centymetrach, a objętość w zadaniu została podana w decymetrach). Masę etanolu zamieniamy na liczbę moli (M = 46 g/mol), otrzymując 2986,2/46 = 64,92 moli. Dalej korzystamy z entalpii spalania. Spalenie jednego molu etanolu wiąże się z wydzieleniem 1357,2 kJ ciepła, więc 64,92 mola da 88109,4 kJ ciepła.
Zadanie 5 : Zadanie sprawdza znajomość entalpii tworzenia danej substancji, która zawsze jest przeliczona na 1 mol tej substancji (czyli u nas amoniaku). Dalej liczymy z proporcji. Skoro entalpia tworzenia 1 mola amoniaku wynosi −45,9 kJ , to entalpia tworzenia dwóch moli amoniaku (reakcja 1) wynosi −91,8 kJ. Dla drugiej reakcji ΔH = −275,4 kJ , dla trzeciej ΔH = −22,95 kJ
Zadanie 6 : W tym zadaniu w drugim przykładzie trzeba uważać, na poprawny stan skupienia substancji (więc z tabelki dla HCl bierzemy wartość −92,3 , a nie −167). Natomiast w pierwszej reakcji w tabelce ,,brakuje tlenu” , jednak tlen w takiej formie występuje w stanie standardowym, więc entalpia tworzenia wynosi dla niego zero. Dla pierwszej reakcji : ΔH = 2 • 34,2 − (2 • 91,3) = − 114,2 kJ/mol . Dla drugiej reakcji : ΔH =(− 20,6 + − 342) − (− 95,1 + 2 • − 92,3) = − 82,9 kJ/mol
Zadanie 7 : Entalpie reakcji na podstawie spalań liczy się w taki sposób, że od sumy entalpii spalania substratów należy odjąć sumę entalpii spalań produktów. Zatem: ΔH =(2 • − 838) − (3 • − 553,5) = − 15,5 kJ/mol
4 komentarzy
Czemu w odpowiedziach do 1 i 4 zadania entalpia jest podana z odwrotnym znakiem, niż w poleceniu? Np. w poleceniu do zadania 1 jest -1820kJ/mol a w odpowiedxiach 1820kJ
Cześć, dobre pytanie 🙂 . To dlatego, że pytanie brzmi ,,ile kJ ciepła” się wydzieli. Znak plus czy minus są związane z definicja delty, czyli zmiany, która z kolei ma odzwierciedlać to czy coś straciliśmy czy zyskaliśmy. Przykładowo załóżmy, że dostałaś od kogoś 20 zł , ale potem te 20 zł wydałaś w sklepie. W pierwszym przypadku twoja zmiana pieniędzy wynosi + 20zł, natomiast w drugim przypadku to już -20 zł. Nie masz jednak ,,ujemnych” pieniędzy prawda? Znak plus/minus pokazuje tutaj jedynie co się stało z pieniędzmi, analogicznie jak w układzie mamy stratę czy dostarczanie ciepła. Dlatego jeśli ktoś by Cię spytał ile straciłaś pieniędzy to nie odpowiesz ,,-20 zł” tylko po prostu ,,20 zł” , tak samo jak w odp. na pytania 1 oraz 4.
Cześć, dlaczego w 7. zadaniu obliczyliśmy entalpię 1. metodą „na wzorze”, skoro nie ma informacji o tym, jakie wartości mają entalpie spalania tlenków glinu i baru?
Są podane w tabeli pod zadaniem 🙂