Видео:Опыты по химии. Получение оксида азота (II); окисление его кислородомСкачать
Тепловой эффект химической реакции. Термохимические уравнения
Тепловой эффект химической реакции. Термохимические уравнения.
Химические реакции протекают либо с выделением теплоты, либо с поглощением теплоты.
Экзотермические реакции протекают с выделением теплоты (теплота указывается со знаком «+»). Эндотермическиереакции – с поглощением теплоты (теплота Q указывается со знаком «–»).
Тепловой эффект химической реакции – это изменение внутренней энергии системы вследствие протекания химической реакции и превращения исходных веществ (реагентов) в продукты реакции в количествах, соответствующих уравнению химической реакции.
При протекании химических реакций наблюдаются некоторые закономерности, которые позволяют определить знак теплового эффекта химической реакции:
Реакции, которые протекают самопроизвольно при обыных условиях, скорее всего экзотермические. Для запуска экзотермических реакций может потребоваться инициация – нагревание и др.
Например, после поджигания горение угля протекает самопроизвольно, реакция экзотермическая:
Реакции образования устойчивых веществ из простых веществ экзотермические, реакции разложения чаще всего – эндотермические.
Например, разложение нитрата калия сопровождается поглощением теплоты:
Реакции, в ходе которых из менее устойчивых веществ образуются более устойчивые, чаще всего экзотермические. И наоборот, образование более устойчивых веществ из менее устойчивых сопровождается поглощением теплоты. Устойчивость можно примерно определить по активности и стабильности вещества при обычных условиях. Как правило, в быту нас окружают вещества сравнительно устойчивые.
Например, горение амиака (взаимодействие активных, неустойчивых веществ — аммиака и кислорода) приводит к образованию устойчивых веществ – азота и воды. Следовательно, реакция экзотермическая:
Количество теплоты обозначают буквой Q, измеряют в кДж (килоджоулях) или Дж (джоулях).
Количество теплоты, выделяющейся в результате реакции, пропорционально количеству вещества, вступившего в реакцию.
В термохимии используются термохимические уравнения . Это уравнение реакции с указанием количества теплоты, выделившейся в ней (на число моль вещества, равное коэффициентам в уравнении).
Например, рассмотрим термохимическое уравнение сгорания водорода:
Из термохимического уравнения видно, что 484 кДж теплоты выделяются при сгорании 2 моль водорода, 1 моль кислорода. Также можно сказать, что при образовании 2 моль воды выделяется 484 кДж теплоты.
Теплота образования вещества – количество теплоты, выделяющееся при образовании 1 моль данного вещества из простых веществ.
Например, при сгорании алюминия:
теплота образования оксида алюминия равна 1675 кДж/моль. Если мы запишем термохимическое уравнение без дробных коэффициентов:
теплота образования Al2O3 все равно будет равна 1675 кДж/моль, т.к. в термохъимическом уравнении приведен тепловой эффект образования 2 моль оксида алюминия.
Теплота сгорания – количество теплоты, выделяющееся при горении 1 моль данного вещества.
Например, при горении метана:
теплота сгорания метана равна 802 кДж/моль.
Разберемся, как решать задачи на термохимические уравнения (задачи на термохимию) из ЕГЭ. Для этого разберем несколько примеров термохимических задач.
1. В результате реакции, термохимическое уравнение которой:
получено 98 л (н.у.) оксида азота (II). Определите количество теплоты, которое затратили при этом (в кДж). (Запишите число с точностью до целых.).
Решение.
Из термохимического уравнения видно, что на образование 2 моль оксида азота (II) потребуется 180 кДж теплоты. 2 моль оксида азота при н.у. занимают объем 44,8 л. Составляем простую пропорцию:
на получение 44,8 л оксида азота (II) затрачено 180 кДж теплоты,
на получение 98 л оксида азота затрачено х кДж теплоты.
Отсюда х= 180*98/44,8 = 393,75 кДж. Округляем ответ до целых, как требуется в условии: Q=394 кДж.
Ответ: потребуется 394 кДж теплоты.
2. В результате реакции, термохимическое уравнение которой
выделилось 1452 кДж теплоты. Вычислите массу образовавшейся при этом воды (в граммах). (Запишите число с точностью до целых.)
Решение.
Из термохимического уравнения видно, что при образовании 2 моль воды выделится 484 кДж теплоты. Масса 2 моль воды равна 36 г. Составляем простую пропорцию:
при образовании 36 г воды выделится 484 кДж теплоты,
при образовании х г воды выделится 1452 кДж теплоты.
Отсюда х= 1452*36/484 = 108 г.
Ответ: образуется 108 г воды.
3. В результате реакции, термохимическое уравнение которой
израсходовано 80 г серы. Определите количество теплоты, которое выделится при этом (в кДж). (Запишите число с точностью до целых).
Решение.
Из термохимического уравнения видно, что при сгорании 1 моль серы выделится 296 кДж теплоты. Масса 1 моль серы равна 32 г. Составляем простую пропорцию:
при сгорании 32 г серы выделится 296 кДж теплоты,
при сгорании 80 г серы выделится х кДж теплоты.
Отсюда х= 80*296/32 = 740 кДж.
Ответ: выделится 740 кДж теплоты.
Видео:Решение задач на термохимические уравнения. 8 класс.Скачать
Тренировочный вариант №6
Ответом к заданиям 1–25 является последовательность цифр. Ответ запишите в поле ответа в тексте работы, а затем перенесите в БЛАНК ОТВЕТОВ № 1 справа от номера соответствующего задания, начиная с первой клеточки. Последовательность цифр записывайте без пробелов, запятых и других дополнительных символов. Каждый символ пишите в отдельной клеточке в соответствии с приведёнными в бланке образцами.
Цифры в ответах на задания 7, 8, 10, 14, 15, 19, 20, 22–25 могут повторяться.
Из указанных в ряду химических элементов выберите два элемента, атомы которых в основном состоянии содержат одинаковое число неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне:
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.
Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента, которые находятся в одном периоде Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.
Расположите их в порядке убывания числа электронов на внешнем энергетическом уровне.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности.
Из предложенного перечня химических элементов выберите два таких, которые не способны проявлять валентность, равную V.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.
Из предложенного перечня соединений выберите два таких, в которых присутствует водородная связь.
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Среди предложенных формул веществ, расположенных в пронумерованных ячейках, выберите формулы: А) средней соли; Б) двойной соли; В) амфотерного гидроксида.
1) Cr(OH)2
2) Ca(ClO)Cl
3) Sr(OH)2
4) PO(OH)3
5) CsFeO2
6) Pb(OH)2
7) CrO3
8) RbCr(SO4)2
9) Fe(OH)2
Запишите в таблицу номера ячеек, в которых расположены вещества, под соответствующими буквами.
Через водный раствор тетрагидроксоцинката натрия пропустили избыток газа c неприятным запахом, в результате чего наблюдали образование осадка X и раствора соли Y. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, образующиеся в результате реакции.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Установите соответствие между формулами веществ и реагентами, с которыми взаимодействует каждое из них: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА
РЕАГЕНТЫ
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами их взаимодействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
ПРОДУКТЫ
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
В заданной схеме превращений
веществами X и Y, необходимыми для последовательного осуществления превращений, являются соответственно:
3) соляная кислота
4) нитрат серебра
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Установите соответствие между формулой вещества и классом/группой, к которому(-ой) это вещество принадлежит: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА
КЛАСС/ГРУППА
4) сложные эфиры
5) простые эфиры
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Из предложенного перечня соединений выберите два таких, молекулы которых содержат кратные связи.
5) изопреновый каучук
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Из предложенного перечня взаимодействий выберите все такие, в результате которых возможно образование бензойной кислоты.
Запишите в поле ответа номера выбранных взаимодействий.
Выберите два утверждения, которые справедливы и для глицина, и для метиламина.
1) реагируют с водой
2) относятся к классу аминокислот
3) реагируют со щелочами
4) реагируют с азотной кислотой
5) в состав молекул входят аминогруппы
Запишите в поле ответа номера выбранных утверждений.
Установите соответствие между названием алкина и продуктом его взаимодействия с водой: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
НАЗВАНИЕ АЛКИНА
ПРОДУКТ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Установите соответствие между исходными веществами и продуктом, который образуется в результате реакции между ними: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА
ПРОДУКТ РЕАКЦИИ
1) не взаимодействуют
2) ацетат аммония
3) ацетат серебра
4) карбонат аммония
6) пропионат аммония
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Представлена следующая схема превращений веществ:
Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y.
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими буквами.
Из предложенного перечня типов химических реакций выберите все такие, к которым можно отнести реакцию:
Запишите в поле ответа номера выбранных типов реакций.
Из предложенного перечня факторов выберите все такие, от которых зависит скорость реакции железа с раствором соляной кислоты.
1) площадь поверхности соприкосновения между реагентами
2) концентрация ионов Fe 2+ в растворе
3) наличие ингибитора
5) массовая доля HCl в растворе
Запишите в поле ответа номера выбранных факторов.
Установите соответствие между уравнением реакции и свойством элемента хрома, которое он проявляет в этой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ
СВОЙСТВО ЭЛЕМЕНТА
3) окислитель и восстановитель
4) не проявляет окислительно-восстановительных свойств
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Установите соответствие между веществом и процессом, происходящим на аноде при электролизе его водного раствора с инертными электродами: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ВЕЩЕСТВО
АНОДНЫЙ ПРОЦЕСС
3) Cu 2+ + 2e — → Cu 0
4) 2Cl — − 2e — → Cl2 0
6) Cr 3+ + 3e — → Cr 0
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Для выполнения задания 21 используйте следующие справочные данные. Концентрация (молярная, моль/л) показывает отношение количества растворённого вещества (n) к объёму раствора (V). pH («пэ аш») – водородный показатель; величина, которая отражает концентрацию ионов водорода в растворе и используется для характеристики кислотности среды.
Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов, имеющих одинаковую концентрацию (моль/л).
Запишите номера веществ в порядке убывания значения рН их водных растворов.
Установите соответствие между видом воздействия на равновесную систему и направлением смещения химического равновесия при данном воздействии: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ВОЗДЕЙСТВИЕ
НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ
А) увеличение концентрации углекислого газа
Б) охлаждение системы
В) увеличение давления
Г) добавление катализатора
1) смещается в сторону продуктов
2) смещается в сторону реагентов
3) не происходит смещения равновесия
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
В замкнутый реактор поместили смесь бромидов фосфора (III) и (V) и сильно нагрели. В результате протекания обратимой реакции
в системе установилось равновесие.
Используя данные, приведенные в таблице, определите исходные концентрации бромида фосфора (III) (X) и бромида фосфора (V) (Y).
ВЕЩЕСТВО
PBr3
Br2
PBr5
ИСХОДНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ, МОЛЬ/Л
РАВНОВЕСНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ, МОЛЬ/Л
0,3
0,2
0,1
Выберите из списка номера правильных ответов: 1) 0,1 моль/л 2) 0,2 моль/л 3) 0,3 моль/л 4) 0,4 моль/л 5) 0,5 моль/л 6) 0,6 моль/л Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Установите соответствие между веществами и реагентом, с помощью которого их можно различить: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ВЕЩЕСТВА
РЕАГЕНТ
А) бензойная кислота (р-р) и фенол (р-р)
Б) уксусная кислота и этилацетат
В) бензол и циклогексен
Г) изопропанол и гексан
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Установите соответствие между природным источником углеводородов и продуктом, получаемым при его переработке: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ПРИРОДНЫЙ ИСТОЧНИК УГЛЕВОДОРОДОВ
ПРОДУКТ ПЕРЕРАБОТКИ
Б) каменный уголь
В) попутный нефтяной газ
2) аммиачная вода
4) керосиновая фракция
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответом к заданиям 26–28 является число. Запишите это число в поле ответа в тексте работы, соблюдая при этом указанную степень точности. Затем перенесите это число в БЛАНК ОТВЕТОВ № 1 справа от номера соответствующего задания, начиная с первой клеточки. Каждый символ пишите в отдельной клеточке в соответствии с приведёнными в бланке образцами. Единицы измерения физических величин в бланке ответа указывать не нужно.
К раствору массой 150 г с массовой долей сульфата натрия 8% добавили 15 г воды и 3 г этой же соли. Рассчитайте массовую долю соли (в %) в полученном растворе. (Запишите число с точностью до сотых.)
Образование оксида азота (II) происходит согласно термохимическому уравнению
Рассчитайте количество энергии (в кДж), затраченное для получения 15 г оксида азота (II) по данной реакции. (Запишите число с точностью до целых.)
Рассчитайте объем (в литрах) сероводорода (н.у.), необходимый для получения 16 г серы по реакции с бромом, если выход реакции равен 85%. (Запишите число с точностью до десятых.)
Не забудьте перенести все ответы в бланк ответов № 1 в соответствии с инструкцией по выполнению работы. Проверьте, чтобы каждый ответ был записан в строке с номером соответствующего задания.
Для выполнения заданий 29, 30 используйте следующий перечень веществ:
углекислый газ, бромид железа (II), бромоводород, бром, сульфит калия, сульфат натрия. Допустимо использование водных растворов веществ.
Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между которыми окислительно-восстановительная реакция сопровождается образованием бесцветного раствора. Выделение осадка или газа в ходе этой реакции не наблюдается. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена с выделением газа с резким запахом. Осадок при этом не образуется. Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнения реакции с участием выбранных веществ.
Железо сожгли в кислороде. Образовавшееся твердое вещество растворили при нагревании в концентрированной азотной кислоте. Выделившийся газ пропустили над раскаленным цинком. Образовавшееся твердое вещество сплавили с твердым карбонатом калия. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
Навеску смеси оксида магния и нитрата магния подвергли непродолжительному нагреванию, в результате чего изменение ее массы составило 21,6 г. Рассчитайте массовую долю оксида магния в исходной навеске, если оставшийся в результате прокаливания твердый остаток может прореагировать либо со 147 г 30%-ного раствора серной кислоты, либо с 80 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Навеску неизвестного органического соединения массой 3,6 г сожгли в избытке кислорода и получили 5,6 л (н.у.) углекислого газа и 5,4 г воды. Известно, что бромирование этого соединения приводит к единственному монобромпроизводному. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества; 2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) запишите уравнение взаимодействия этого соединения с недостатком брома (используйте структурные формулы органических веществ).
Видео:Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать
Ответы к первой части варианта №6
№ задания, ответ
№задания, ответ
Видео:Задача на термохимические уравнения: разбор задания 27 | ХИМИЯ ЕГЭ 2022Скачать
Ответы ко второй части варианта №6
Задание 29
1∙ | Br2 0 + 2ē → 2Br —
1∙ | S +4 – 2ē → S +6
Бром в степени окисления 0 (или Br2) является окислителем.
Сера в степени окисления +4 (или сульфит калия) – восстановителем.
Навеску смеси оксида магния и нитрата магния подвергли непродолжительному нагреванию, в результате чего изменение ее массы составило 21,6 г. Рассчитайте массовую долю оксида магния в исходной навеске, если оставшийся в результате прокаливания твердый остаток может прореагировать либо со 147 г 30%-ного раствора серной кислоты, либо с 80 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Решение:
Изменение массы навески в результате прокаливания наблюдается из-за образования газообразных продуктов – NO2 и O2. В соответствии с уравнением реакции (I) n(NO2) = 4n(O2).
Тогда общая масса выделившихся газов будет равна: m(газов) = m(O2) + m(NO2) = 216x г; тогда, 216x = 21,6; x = 0,1 (моль).
Рассчитаем количество вещества разложившегося нитрата магния: nразл—ся(Mg(NO3)2) = 2n(O2) = 0,2 моль.
В реакцию (II) вступает как оксид магния, который изначально содержался в навеске до прокаливания, так и тот, что образовался в результате прокаливания. Тогда, исходя из уравнения реакции (II) мы можем записать, что: nобщее(MgO) = n(H2SO4) = 0,45 моль.
Количество вещества оксида магния, образовавшегося в реакции (I) будет равно: nI(MgO) = mразл-ся(Mg(NO3)2) = 0,2 моль.
Тогда, количество вещества исходного оксида магния, который уже содержался в исходной навеске до прокаливания будет равно: nисх.(MgO) = nобщее(MgO) − nI(MgO) = 0,45 − 0,2 = 0,25 моль, а его масса будет составлять: mисх.(MgO) = M · n = 40 · 0,25 = 10 г.
Рассчитаем массу исходного нитрата магния.
Масса исходного нитрата магния складывается из того нитрата магния, что разложился и того нитрата магния, который сохранился после прокаливания.
Количество вещества нитрата магния, который сохранился в результате прокаливания, можно рассчитать по количеству щелочи. Рассчитаем массу и количество вещества гидроксида натрия: m(NaOH) = w(NaOH) · m(р-ра NaOH)/100% = 0,1 · 80 = 8 г; n(NaOH) = m(NaOH)/M(NaOH) = 8/40 = 0,2 моль; nост.(Mg(NO3)2) = n(NaOH)/2 = 0,2/2 = 0,1 моль; nисх.(Mg(NO3)2) = nост.(Mg(NO3)2) + nразл.(Mg(NO3)2) = 0,1 + 0,2 = 0,3 моль.
Тогда масса исходной навески будет равна: mисх. навески = mисх.(MgO) + mисх.(Mg(NO3)2) = 10 г + 44,4 г = 54,4 г.
В свою очередь, массовая доля оксида магния в исходной навеске будет равна: ω(MgO) = mисх.(MgO)/mисх. навески · 100% = 10/54,4 · 100% = 18,38%
Ответ: w(MgO) = 18,38%
Задание 34
Навеску неизвестного органического соединения массой 3,6 г сожгли в избытке кислорода и получили 5,6 л (н.у.) углекислого газа и 5,4 г воды. Известно, что бромирование этого соединения приводит к единственному монобромпроизводному. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества; 2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) запишите уравнение взаимодействия этого соединения с недостатком брома (используйте структурные формулы органических веществ).
Таким образом, простейшая формула вещества, C5H12. Данная формула является истинной, поскольку ее увеличение в целое число раз приводит к невозможным соотношениям H/C в молекуле углеводорода (соотношение Н/C в углеводороде не может быть больше (2n+2)/n, где n – число атомов углерода).
2) Молекулярной формуле C5H12 соответствует три алкана:
Из указанных соединений только диметилпропан образует при реакции с бромом только одно монобромпроизводное. Таким образом, структурная формула искомого соединения:
3) Тогда уравнение реакции его взаимодействия с недостатком брома будет записываться следующим образом:
Согласно термохимическому уравнению реакции 3Cu+8HNO3 =3Cu(NO3)2+2NO +4H2O+358 при получении 31,36 л (н.у.) оксида азота (II) количество выделившейся теплоты будет равно
