Задача № 3

Магний массой 6, 08 г сожгли в кислороде. При этом выделилось
150, 5 кДж теплоты. Определите энтальпию образования оксида магния, запишите термохимическое и термодинамическое уравнения.

Решение:

1. Запишем химическое уравнение реакции горения магния:

2Mg + O₂ = 2MgO.

2. Находим количество вещества магния:

n (Mg) = ; n (Mg) = = 0, 25 моль.

3. Для определения энтальпии образования оксида магния необходимо рассчитать количество теплоты, которое выделяется при сгорании
1 моль магния, а, следовательно, при образовании 1 моль оксида магния:

Q = кДж/моль.

Теплота реакции равна энтальпии с обратным знаком D Н _обр(MgO)= – Q.

4. Запишем термохимическое и термодинамическое уравнения данной реакции:

Mg (к) + 1/2О₂ (г) = MgO(к) +602 кДж/моль;

Mg (к) + 1/2О₂ (г) = MgO(к)_, D Н° = –602 кДж/моль.

Ответ: D Н° _обр(MgO)(к) = –602 кДж/моль.

Упражнения и задачи для самостоятельного решения

1. По каждой из возможных классификаций определите типы реакций:

а) N_2(г) + 3Н_2(г) 2NH_3(г), DН^о = – 92 кДж

б) N_2(г) + О_2(г) 2NO_(г) – 180 кДж

в) 2SO_2(г) + О_2(г) 2SO_3(г), DН < 0

г) Н_2(г) + Сl_2(г) 2HCl + 184, 5 кДж.

2. При сгорании 1 г серы выделяется 9, 3 кДж тепла. Составьте термохимическое уравнение горения серы до оксида серы(IV) и рассчитайте стандартную теплоту образования оксида серы(IV).

(Ответ: –297, 6 кДж)

3. Исходя из термохимического уравнения реакции горения угля

С + О₂ ® СО₂+394 кДж, сосчитайте сколько теплоты выделится при образовании 220 г оксида углерода(IV). (Ответ: –1970 кДж)

4. Сколько теплоты выделится при участии в реакции 14, 2 г хлора по уравнению: Н₂ + Сl₂ = 2НСl + 184, 5 кДж? (Ответ: 36, 9 кДж)

5. При сжигании 3, 6 г алюминия в кислороде выделяется 111, 3 кДж теплоты. Вычислите стандартную теплоту образования оксида алюминия из простых веществ. (Ответ: –1661 кДж)

6. Сколько кДж теплоты выделится при сгорании1120 г оксида углерода(II) по уравнению: СО_(г) + 1/2О_2(г) = СО_2(г) + 283 кДж?

(Ответ: –11320 кДж)

7. По термохимическому уравнению 2Na+Cl₂ = 2NaCl + 822 кДж, рассчитайте объем вступившего в реакцию хлора (н.у.), если выделилось 2055 кДж теплоты. (Ответ: 56 л)

Дополнительные задания

1. По термохимическому уравнению С+О₂=СО₂+401 кДж вычислите, сколько теплоты выделится при сжигании 1 кг антрацита, в котором массовая доля негорючих примесей 4%. (Ответ: 3, 2× 10⁴ кДж)

2. Какой объем метана (СН₄) надо сжечь, чтобы выделившейся теплоты хватило для получения 440 г оксида углерода(IV) из карбоната кальция? Реакции протекают по уравнениям:

СН_4(г)+2О_2(г)=СО_2(г)+2Н₂О_(пар)+982 кДж;

СаСО_3(тв)=СаО_(тв)+СО_2(г)–180 кДж. (Ответ: 41 л)

3. При сжигании 1, 2 г магния в кислороде выделилось 30, 1 кДж теплоты. Вычислите тепловой эффект и напишите термохимическое уравнение реакции горения магния в кислороде. (Ответ: 1204 кДж)

4. Исходя из термохимического уравнения 2Mg+O₂ = 2MgO + 1200 кДж, рассчитайте, сколько сгорело магния, если выделилось 900 кДж теплоты. (Ответ: 36 г)

5. Определите, сколько теплоты выделится при взаимодействии 40, 5 г ZnO с избытком алюминия по термохимическому уравнению:

3ZnO + 2Al = 3Zn + Al₂O₃ + 624 кДж). (Ответ: 104 кДж)

6. При образовании 1 моль CuO из простых веществ выделяется
154, 5 кДж теплоты. Сколько выделится теплоты при образовании 320 г CuO? (Ответ: 618 кДж)