작업 1.
다음에 따라 560ml(n.s.) 아세틸렌을 연소할 때 열화학 방정식:
2C2H2(G) + 5O2(G) = 4CO2(G) + 2H2O(G) + 2602.4kJ
눈에 띄었다:
1) 16.256kJ; 2) 32.53kJ; 3) 32530kJ; 4) 16265kJ
주어진:
아세틸렌의 부피: V(C 2 H 2) = 560 ml.
찾기: 방출되는 열의 양.
해결책:
정답을 선택하려면 문제에서 구하는 수량을 계산하고 제안된 옵션과 비교하는 것이 가장 편리합니다. 열화학 방정식을 이용한 계산은 기존의 반응식을 이용한 계산과 다르지 않습니다. 반응 위에는 조건의 데이터와 필요한 수량, 반응 하의 계수에 따른 관계가 표시됩니다. 열은 생성물 중 하나이므로 그 수치를 계수로 간주합니다.
받은 답변과 제안된 옵션을 비교하면 2번 답변이 적합하다는 것을 알 수 있습니다.
부주의한 학생들이 3번 오답을 하게 만든 작은 속임수는 아세틸렌의 양을 측정하는 단위였습니다. 몰 부피는 (l/mol) 단위로 측정되므로 조건에 밀리리터 단위로 표시된 부피는 리터로 변환되어야 합니다.
때로는 생성열 값을 사용하여 열화학 방정식을 독립적으로 작성해야 하는 문제가 있습니다. 복합물질.
문제 1.2.
산화알루미늄의 형성열은 1676 kJ/mol입니다. 알루미늄이 산소와 상호작용할 때 반응의 열 효과를 결정합니다.
25.5g A12O3.
1) 140kJ; 2) 209.5kJ; 3) 419kJ; 4) 838kJ.
주어진:
산화알루미늄 형성열: Qrev (A1 2 O 3) = = 1676 kJ/mol;
생성된 산화알루미늄의 질량: m(A1 2 O 3) = 25.5 g.
찾기: 열 효과.
해결책:
이러한 유형의 문제는 두 가지 방법으로 해결할 수 있습니다.
방법 I
정의에 따르면 복합 물질의 형성 열은 열 효과입니다. 화학 반응단순 물질로부터 이 복합 물질 1몰을 형성합니다.
우리는 A1과 O2로부터 산화알루미늄이 형성되는 반응을 기록합니다. 결과 방정식에서 계수를 배열할 때 A1 2 O 3 앞에 계수가 있어야 한다는 점을 고려합니다. "1"
, 이는 1몰에 들어 있는 물질의 양에 해당합니다. 이 경우 조건에 지정된 생성열을 사용할 수 있습니다.
2A1(TV) + 3/2O 2(g) -----> A1 2 O 3(TV) + 1676 kJ
우리는 열화학 방정식을 얻었습니다.
A1 2 O 3 계수가 "1"로 유지되려면 산소 계수가 분수여야 합니다.
열화학 방정식을 작성할 때 분수 계수가 허용됩니다.
25.5g의 A1 2 O 3가 형성되는 동안 방출되는 열의 양을 계산합니다.
비율을 만들어 봅시다 :
25.5g의 A1 2 O 3를 받으면 x kJ가 방출됩니다(조건에 따라)
102g의 A1 2 O 3를 받으면 1676kJ가 방출됩니다 (방정식에 따라)
답변 번호 3이 적합합니다.
통합국가시험 조건으로 마지막 문제를 풀 때는 열화학 방정식을 만들지 않는 것이 가능했다. 이 방법을 고려해 봅시다.
II 방법
형성열의 정의에 따르면, 1 mol의 Al 2 O 3가 형성될 때 1676 kJ가 방출됩니다. A1 2 O 3 1몰의 질량은 102g이므로 비율은 다음과 같습니다.
102g의 A1 2 O 3가 형성되면 1676kJ가 방출됩니다.
x kJ는 25.5g의 A1 2 O 3가 형성될 때 방출됩니다.
답변 번호 3이 적합합니다.
답: Q = 419kJ.
문제 1.3.
단순 물질로부터 2몰의 CuS가 생성되면 106.2kJ의 열이 방출됩니다. 288g의 CuS가 형성되면 다음과 같은 양의 열이 방출됩니다.
1) 53.1kJ; 2) 159.3kJ; 3) 212.4kJ; 4) 26.6kJ
해결책:
2mol CuS의 질량을 구합니다.
m(СuS) = n(СuS) . M(CuS) = 2. 96 = 192g.
조건 텍스트에서 CuS 물질의 양 대신에 이 물질 2몰의 질량을 대체하고 완성된 비율을 얻습니다.
192g의 CuS가 생성되면 106.2kJ의 열이 방출됩니다.
288g의 CuS가 형성되면 그 양만큼 열이 방출됩니다. 엑스 kJ.
2번 답변이 적합합니다.
두 번째 유형의 문제는 체적 관계 법칙을 사용하거나 사용하지 않고 해결할 수 있습니다. 예제를 사용하여 두 솔루션을 모두 살펴보겠습니다.
체적 관계의 법칙을 적용하는 작업:
문제 1.4.
5리터의 일산화탄소(n.o.)를 연소하는 데 필요한 산소의 양(n.o.)을 구하십시오.
1) 5리터; 2) 10리터; 3) 2.5리터; 4) 1.5리터.
주어진:
일산화탄소의 부피(n.s.): VCO) = 5 l.
찾기: 산소의 양(no): V(O 2) = ?
해결책:
우선, 반응식을 만들어야 합니다:
2CO + O 2 = 2CO
n = 2 몰 n =1 몰
우리는 체적 관계의 법칙을 적용합니다:
우리는 반응 방정식으로부터 관계를 찾고,
조건에서 V(CO)를 취합니다. 이 모든 값을 체적 관계의 법칙으로 대체하면 다음을 얻습니다.
따라서: V(O 2) = 5/2 = 2.5 l.
답변 번호 3이 적합합니다.
체적 관계의 법칙을 사용하지 않고 다음 방정식을 사용한 계산을 통해 문제를 해결합니다.
비율을 만들어 봅시다 :
5 l의 CO2는 x l의 O2와 상호 작용합니다 (조건에 따라) 44.8 l의 CO2는 22.4 l의 O2와 상호 작용합니다 (방정식에 따라):
우리는 동일한 답변 옵션 3번을 받았습니다.
수업 자료를 통해 열화학이라고 불리는 화학 반응 방정식을 배우게 됩니다. 본 수업에서는 열화학 반응식의 계산 알고리즘을 연구합니다.
주제: 물질과 그 변형
Lesson: 열화학 방정식을 사용한 계산
거의 모든 반응은 열의 방출 또는 흡수와 함께 발생합니다. 반응 중에 방출되거나 흡수되는 열의 양을 불린다. 화학 반응의 열 효과.
열 효과가 화학 반응 방정식으로 쓰여지면 그러한 방정식을 다음과 같이 부릅니다. 열화학.
열화학 방정식에서는 일반 화학 방정식과 달리 다음을 표시해야 합니다. 집합 상태물질 (고체, 액체, 기체).
예를 들어, 산화칼슘과 물 사이의 반응에 대한 열화학 방정식은 다음과 같습니다.
CaO(s) + H2O(l) = Ca(OH)2(s) + 64 kJ
화학 반응 중에 방출되거나 흡수되는 열 Q의 양은 반응물 또는 생성물의 물질 양에 비례합니다. 따라서 열화학 방정식을 이용하면 다양한 계산이 가능하다.
문제 해결 사례를 살펴보겠습니다.
작업 1:물 분해 반응의 TCA에 따라 물 3.6g을 분해하는 데 소비된 열량을 결정합니다.
다음 비율을 사용하여 이 문제를 해결할 수 있습니다.
36g의 물이 분해되는 동안 484kJ가 흡수되었습니다.
분해 중에 3.6g의 물이 흡수되었습니다. x kJ
이런 식으로 반응 방정식을 작성할 수 있습니다. 문제에 대한 완전한 해결책은 그림 1에 나와 있습니다.
쌀. 1. 문제 1에 대한 해결책의 공식화
문제는 반응에 대한 열화학 방정식을 작성해야 하는 방식으로 공식화될 수 있습니다. 그러한 작업의 예를 살펴보겠습니다.
문제 2: 철 7g이 황과 반응하면 12.15kJ의 열이 방출됩니다. 이 데이터를 바탕으로 반응에 대한 열화학 반응식을 작성하십시오.
나는 이 문제에 대한 답이 반응 자체의 열화학 방정식이라는 사실에 주목합니다.
쌀. 2. 문제 2에 대한 해결책의 형식화
1. 화학 문제 및 연습 문제 모음: 8학년: 교과서용. 아빠. Orzhekovsky 등 “화학. 8학년” / P.A. 오르제코프스키, N.A. 티토프, F.F. 헤겔. - M.: AST: Astrel, 2006. (p.80-84)
2. 화학: 무기. 화학 : 교과서. 8학년을 위해 일반 교육 설립 /G.E. 루지티스, F.G. 펠드먼. - M.: 교육, OJSC "모스크바 교과서", 2009. (§23)
3. 어린이를 위한 백과사전. 17권. 화학/장. ed.V.A. Volodin, Ved. 과학적 에드. I. 린슨. - M.: 아반타+, 2003.
추가 웹 리소스
1. 문제 해결: 열화학 방정식을 사용한 계산().
2. 열화학 방정식 ().
숙제
1) p. 69문제 1,2번교과서 '화학: 무기'에서 발췌. 화학 : 교과서. 8학년을 위해 일반 교육 기관." /G.E. 루지티스, F.G. 펠드먼. - M.: 교육, OJSC "모스크바 교과서", 2009.
2) pp.80-84, 241, 245호화학 문제 및 연습 모음: 8학년: 교과서용. 아빠. Orzhekovsky 등 “화학. 8학년” / P.A. 오르제코프스키, N.A. 티토프, F.F. 헤겔. - M.: AST: Astrel, 2006.
문제 10.1.열화학 방정식 사용: 2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (g) + 484 kJ, 1479 kJ의 에너지가 방출되면 형성되는 물의 질량을 결정하십시오.
해결책.우리는 반응 방정식을 다음과 같은 형식으로 작성합니다.
우리는
x = (2 몰 1479 kJ) / (484 kJ) = 6.11 몰.
어디
m(H 2 O) = v M = 6.11 mol 18 g/mol = 110 g
문제 설명이 반응물의 양을 나타내지 않고 일반적으로 물질의 혼합물과 관련된 특정 양(질량 또는 부피)의 변화만 보고하는 경우 추가 용어를 도입하는 것이 편리합니다. 이 변화에 해당하는 반응식에
문제 10.2.에탄과 아세틸렌의 10L(N.O.) 혼합물에 10L(N.O.)의 수소를 첨가했습니다. 혼합물을 가열된 백금 촉매 위로 통과시켰다. 반응 생성물을 초기 조건으로 만든 후, 혼합물의 부피는 16리터가 되었다. 정의하다 질량 분율혼합물의 아세틸렌.
해결책.수소는 아세틸렌과 반응하지만 에탄과는 반응하지 않습니다.
C 2 H 6 + H2 2 ≠
C 2 H 2 + 2 H 2 → C 2 H 6
이 경우 시스템의 볼륨은 다음과 같이 감소합니다.
ΔV = 10 + 10 – 16 = 4리터.
부피 감소는 생성물(C 2 H 6)의 부피가 시약(C 2 H 2 및 H 2)의 부피보다 적기 때문에 발생합니다.
ΔV라는 표현을 도입하여 반응식을 작성해 봅시다.
C 2 H 2 1리터와 H 2 2리터가 반응하여 C 2 H 6 1리터가 생성되면
ΔV = 1 + 2 – 1 = 2l.
방정식에서 다음이 분명합니다.
V(C2H2) = x = 2l.
그 다음에
V(C 2 H 6) = (10 - x) = 8 l.
표현에서
m / M = V / VM
우리는
m = M·V / VM
m(C 2 H 2) = MV / VM= (26g/mol 2l) / (22.4l/mol) = 2.32g,
m(C 2 H 6) = MV / VM,
m(혼합물) = m(C 2 H 2) + m(C 2 H 6) = 2.32 g + 10.71 g = 13.03 g,
w(C 2 H 2) = m(C 2 H 2) / m(혼합물) = 2.32 g / 13.03 g = 0.18.
문제 10.3. 52.8g 무게의 철판을 황산구리(II) 용액에 넣었다. 판의 질량이 54.4 g이 되었을 때 용해된 철의 질량을 구하십시오.
해결책.판의 질량 변화는 다음과 같습니다.
Δm = 54.4 - 52.8 = 1.6g.
반응식을 적어보자. 56g의 철이 판에서 용해되면 64g의 구리가 판에 침전되고 판은 8g 더 무거워지는 것을 볼 수 있습니다. 
분명하다
m(Fe) = x = 56g 1.6g / 8g = 11.2g.
문제 10.4.염산과 질산의 혼합물을 함유한 용액 100g에 최대 24.0g의 산화구리(II)가 용해됩니다. 용액을 증발시키고 잔류물을 하소시킨 후 질량은 29.5g입니다. 일어나는 반응에 대한 방정식을 쓰고 원래 용액에서 염산의 질량 분율을 결정하십시오.
해결책.반응 방정식을 작성해 봅시다:
СuО + 2НCl = СuСl 2 + Н 2 O (1)
CuO + 2HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + H 2 O (2)
2Сu(NO 3) 2 = 2СuО + 4NO 2 + O 2 (3)
24.0g에서 29.5g으로의 질량 증가는 첫 번째 반응에만 관련되어 있음을 알 수 있는데, 이는 반응(2)에 따라 질산에 용해된 산화구리가 반응(3) 동안 다시 산화구리로 변하기 때문입니다. 같은 질량. 반응 (1) 중에 80g의 CuO 1몰이 반응하여 135g의 CuCl 2 1몰이 생성되면 질량은 55g 증가합니다. HCl 2몰의 질량이 73g이라고 생각하면 다음과 같습니다. 식 (1)을 다시 작성하고 Δm이라는 표현을 추가합니다.
분명하다
m(HCl) = x = 73g 5.5g / 55g = 7.3g.
산의 질량 분율을 구합니다:
w(HCl) = m(HCl) / m 용액 =
= 7.3g / 100g = 0.073.
답: 618.48kJ
반응 방정식을 작성해 보겠습니다.
CO(g) + 3H2(g) > CH4(g) + H2O(g)
이 반응의 엔탈피 변화를 계산해 보겠습니다.
따라서 방정식은 다음과 같습니다.
CO(g) + 3H2(g) > CH4(g) + H2O(g) + 206.16 kJ
이 방정식은 1몰 또는 22.4리터(n.s.)의 메탄 형성에 유효합니다. 67.2리터 또는 3몰의 메탄이 형성되면 방정식은 다음과 같은 형식을 취합니다.
답: a) 118.78 J/(mol K); b) - 3.25J/(mol·K)
a) 물이 증기로 변할 때 계의 엔트로피는 증가한다.
1911년 막스 플랑크는 절대 영도에서 적절하게 형성된 순수 물질 결정의 엔트로피는 0이라는 가정을 제안했습니다. 이 가정은 통계적 열역학으로 설명할 수 있으며, 이에 따르면 엔트로피는 미시적 수준에서 시스템의 무질서를 측정하는 것입니다.
여기서 W는 주어진 조건에서 사용할 수 있는 시스템의 다양한 상태 수 또는 시스템의 거시상태에 대한 열역학적 확률입니다. R = 1.38.10-16 erg/deg - 볼츠만 상수.
기체의 엔트로피가 액체의 엔트로피를 훨씬 초과한다는 것은 명백합니다. 이는 계산으로 확인됩니다.
H2O(l)< H2O(г)
C그래프. > 살렘.
S°prot. = 2.44 - 5.69 = -3.25 J/mol*K
엔트로피는 시스템의 무질서를 특징으로 하기 때문에 위상 및 동소체 변환 중 엔트로피의 정량적 변화에 대한 결론은 시스템이 더 질서 있게 되면 동소체 변환 중에 ( 이 경우다이아몬드는 흑연보다 단단하고 강합니다. 그러면 시스템의 엔트로피는 감소합니다. 상 변환 중: 물질이 고체, 액체상에서 기체상으로 바뀌면 시스템의 질서가 약해지고 엔트로피가 증가하며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
