Вычисление теплового эффекта реакции

[YZX]

№1

Даны следующие термохимические уравнения:

 

2С₂H₂ (г) + 5O₂ (г) = 4CO₂ (г) + 2H₂O (г)   ΔH₁ = -2510 кДж

 

C₂H₄ (г) + 3O₂ (г) = 2CO₂ (г) + 2H₂O (2)    ΔH₂ = -1322 кДж

 

2H₂ (г) + O₂ (г) = 2H₂O (г)                           ΔH₃ = -484 кДж

 

 Вычислите тепловой эффект реакции гидрирования ацетилена с образованием этилена.

 

Если возможно, то напишите решение с подробным объяснением!

 

№2

Вычислите тепловой эффект реакции:

 

C₆H₆ (г) + 7,5O₂ (г) = 6CO₂ (г) + 3H₂O (г) 

 

Исходя из следующих термохимических реакций:

 

6C (кр) + 3H₂ (г) = C₆H₆ (г)      ΔH₁ = 82,93 кДж

 

C (кр) + O₂ (г) = CO₂ (г)            ΔH₂ = -393,51 кДж

 

H₂ (г) + 1/2O₂ (г) = H₂O (г)        ΔH₃ = -241,83 кДж

 

Если возможно, то напишите решение с подробным объяснением!

 

 

[M_GM]

При выполнении подобных заданий надо знать, что термохимические уравнения можно складывать, вычитать, умножать на некоторые коэффициенты. При этом также складываются, вычитаются, умножаются на те же коэффициенты и значения тепловых эффектов или ΔH в этих уравнениях.

№1 Напишем уравнение реакции, которое нужно получить, и ΔH которой нужно определить:

С₂H₂ (г) + H₂ (г) = C₂H₄ (г); ΔH_х = ???

Смотрим, какие уравнения нам даны, откуда взять вещества для нужной реакции.

Ацетилен есть в первом уравнении, но его там в два раза больше чем нужно!

Что делать? Взять первое уравнение, но умножить его на коэффициент 0,5:

0,5 | 2С₂H₂ (г) + 5O₂ (г) = 4CO₂ (г) + 2H₂O (г)   ΔH₁ = -2510 кДж

       |

После умножения будем иметь:

       | С₂H₂ (г) + 2,5O₂ (г) = 2CO₂ (г) + H₂O (г)   0,5ΔH₁ = -1255 кДж

       |

С чем реагирует ацетилен? С водородом! Водород есть в уравнении 3, но его там тоже вдвое больше!

Значит, и третье уравнение надо умножить на 0,5:

 

0,5 | 2С₂H₂ (г) + 5O₂ (г) = 4CO₂ (г) + 2H₂O (г)   ΔH₁ = -2510 кДж

0,5 | 2H₂ (г) + O₂ (г) = 2H₂O (г)                           ΔH₃ = -484 кДж

       |

После умножения будем иметь:

       | С₂H₂ (г) + 2,5O₂ (г) = 2CO₂ (г) + H₂O (г)   0,5ΔH₁ = -1255 кДж

       | H₂ (г) + 0,5O₂(г) = H₂O (г)                              0,5ΔH₃ = -242 кДж

       |

В продуктах нашей реакции мы должны получить этилен, C₂H₄.
Этилен есть в уравнении 2, но он в исходных веществах ?

Чтобы перенести его вправо, надо всё уравнение умножить на -1:

 

0,5 | 2С₂H₂ (г) + 5O₂ (г) = 4CO₂ (г) + 2H₂O (г)   ΔH₁ = -2510 кДж

0,5 | 2H₂ (г) + O₂ (г) = 2H₂O (г)                           ΔH₃ = -484 кДж

 -1  | C₂H₄ (г) + 3O₂ (г) = 2CO₂ (г) + 2H₂O (2)    ΔH₂ = -1322 кДж

После умножения будем иметь:

       | С₂H₂ (г) + 2,5O₂ (г) = 2CO₂ (г) + H₂O (г)   0,5ΔH₁ = -1255 кДж

       | H₂ (г) + 0,5O₂(г) = H₂O (г)                            0,5ΔH₃ = -242 кДж

       | 2CO₂ (г) + 2H₂O = C₂H₄ (г) + 3O₂ (г)            -ΔH₂ = +1322 кДж

======================================================

Складываем результаты умножения:

С₂H₂ (г)+2,5O₂(г)+H₂ (г)+0,5O₂(г)+2CO₂(г)+2H₂O=
                                                  = C₂H₄ (г) + 3O₂ (г)+2CO₂(г)+H₂O(г)+H₂O(г);

                                                         ΔH_х = 0,5ΔH₁ + 0,5ΔH₃ -ΔH₂= 

 Нетрудно видеть, что все попутные формулы веществ сокращаются (если не так, значит в предыдущих умножениях и пр. были допущены ошибки, проверяем!)

После приведения подобных и сокращения имеем:

 

С₂H₂ (г)+ H₂ (г) = C₂H₄ (г) ;  ΔH_х = 0,5ΔH₁ + 0,5ΔH₃ -ΔH₂ = -1255-242+1322 = -175 кДж

Добавлю, что если вопрос звучит именно так: "Вычислите тепловой эффект",

я бы написал Q = -ΔH_х = +175 кДж (экзотермическая реакция)

 

Вторая задача решается аналогично.

Изменено 17 Июля, 2021 в 10:46 пользователем M_GM