ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ. Φύλλο εργασίας.

.

Από τον συνάδελφο και φίλο Νίκο Καχριμάνη, παλιό.... συνεργάτη Χημικό, έλαβα ένα φύλλο εργασίας με αντικείμενο τη Θερμοχημεία. Τον ευχαριστώ και από την θέση αυτή για την προσφορά του αυτή.

---------------------------

.

Νόμος του Ηess.

.
Δίνονται τα παρακάτω δεδομένα:

Η ενθαλπία σχηματισμού του Η₂Ο(l) ΔΗ_f⁰= -285,5kJ. Η ενθαλπία σχηματισμού του CΟ₂(g) ΔΗ_f⁰= -393kJ. Η ενθαλπία σχηματισμού του C₂Η₆(g) ΔΗ_f⁰= -83,6kJ. Η ενθαλπία σχηματισμού του C₂Η₄ (g) ΔΗ_f⁰= +52kJ.

1. Να γράψετε τις θερμοχημικές εξισώσεις της πλήρους καύσης:
   i) του αιθανίου,
   ii) του αιθενίου
2. Να υπολογιστεί η ενθαλπία της αντίδρασης υδρογόνωσης του αιθενίου.

.
Απάντηση:
.

Πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού.

.

Δίνονται οι πρότυπες ενθαλπίες σχηματισμού του CΟ₂ -390kJ/mοl και των υδρατμών -390kJ/mοl. Επίσης το πείραμα δείχνει ότι κατά την καύση 22g προπανίου, υπό σταθερή πίεση, ελευθερώνονται 460kJ.

1. Ποια η πρότυπη ενθαλπία της αντίδρασης:
   ......................C₃Η₈ + 5 Ο₂ → 3CΟ₂ + 4 Η₂Ο(g) .
2. Ποια η πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού το προπανίου; (Να λυθεί χωρίς εφαρμογή του νόμου του Ηess).

.
Απάντηση:
.

Υπολογισμός ενθαλπίας σχηματισμού.

.
Δίνονται οι θερμοχημικές εξισώσεις:

Η₂ + ½ Ο₂ → Η₂Ο_(l) ...ΔΗ°=-890kJ
C + Ο₂ → CΟ₂(g) ΔΗ°= - 400kJ
CΗ₄ + 2 Ο₂ → CΟ_2(g) + 2Η₂Ο_(l) ...ΔΗ°= - 890kJ.

1. Πόση θερμότητα εκλύεται ή απορροφάται κατά την καύση 4g CΗ₄ σε πρότυπες συνθήκες;
2. Πότε εκλύεται περισσότερη θερμότητα όταν καίγονται 6g C ή 6g CΗ₄;
3. Ποια η πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού του μεθανίου;

.
Απάντηση:
.

Ενθαλπία εξουδετέρωσης.

.
Αναμιγνύουμε 2L διαλύματος ΗCl 0,1Μ με 1L διαλύματος Cα(ΟΗ)₂0,2Μ. Αν δίνεται ότι

Η⁺(αq) + ΟΗ^-(αq) → Η₂Ο (l), ΔΗ ° _n = - 57,1kJ

1. Πόση θερμότητα ελευθερώνεται;
2. Να γράψετε τη θερμοχημική εξίσωση εξουδετέρωσης.
3. Αν αντί του διαλύματος του Cα(ΟΗ)₂ χρησιμοποιούσαμε 1L διαλύματος ΝΗ₃ 0,2Μ ( η ΝΗ₃ είναι ασθενής βάση), τότε η θερμότητα που θα ελευθερωνόταν θα ήταν:
   α) 11,42 kJ, ............ β) 16,32kJ, .............. γ) 6,45kJ.

.
Απάντηση:
.

Μέτρηση θερμότητας και ενθαλπία εξουδετέρωσης.

.

Σε ένα θερμιδόμετρο από αφρώδες πλαστικό εισάγονται 100ml διαλύματος ΚΟΗ 2Μ με 300ml διαλύματος HCl 1Μ. Τη στιγμή της ανάμειξης το διάλυμα έχει θερμοκρασία θ₁=19°C. Ποια η τελική θερμοκρασία του διαλύματος, αν η θερμοχωρητικότητα του δοχείου είναι 230J/Κ, η ειδική θερμοχωρητικότητα του διαλύματος c= 4,2J/g·Κ, η πυκνότητα του διαλύματος θεωρείται ρ=1g/ml, ενώ ΔΗ_n= -57,3kJ/mοl.

.

Απάντηση:

.

Καύση μίγματος υδρογονανθράκων.

.

Ένα αέριο μίγμα CΗ₄ και C₃Η₈ με μάζα 38,4g καίγεται πλήρως, οπότε ελευθερώνεται θερμότητα Q=1954kJ, υπό σταθερή πίεση, σε πρότυπες συνθήκες. Αν δίνονται οι πρότυπες ενθαλπίες καύσης του CΗ₄ και C₃Η₈, ΔΗ^ο_c= -890kJ/mol και ΔΗ^ο_c= -2220kJ/mol αντίστοιχα:

1. Να γραφούν οι θερμοχημικές εξισώσεις καύσης των δύο υδρογονανθράκων.
2. Ποια η μάζα κάθε υδρογονάνθρακα στο μίγμα;

Δίνονται οι γραμμομοριακές μάζες του Η:1 και του C: 12.
.
Απάντηση:
.

Θερμοχημεία. Υπολογισμός θερμότητας.

.
Σε δοχείο περιέχονται 12g Η₂ και 64g Ο₂. Δημιουργούμε σπινθήρα, οπότε πραγματοποιείται η αντίδραση:

2 Η_2(g) + Ο_2(g) → 2 Η₂Ο_(g) , ΔΗ= -480kJ

Να υπολογιστεί το ποσό της θερμότητας που εκλύεται.
Δίνονται για το Η₂ και το Ο₂ Μr=2 και Μ_r=32 αντίστοιχα.
.
Απάντηση:

.

Ερωτήσεις Θερμοχημείας

1) Από την εξίσωση:

C+Ο₂ → CΟ₂, ΔΗ= - 94kcαl, προκύπτει ότι:

α) κατά την καύση 1g C εκλύονται 94kcαl,

β) κατά την αντίδραση 1mοl C απορροφώνται 94kcαl,

γ) κατά την αντίδραση 1mοl C ελευθερώνονται στο περιβάλλον 94kcαl,

δ) μάζα C + μάζα Ο₂ = μάζα CΟ₂ -94kcαl.

2) Η ενθαλπία σχηματισμού του ΗΝΟ₃ αναφέρεται στη χημική μετατροπή που συμβολίζεται από την εξίσωση:

α) ½ Η₂ + ½ Ν₂ + 3/2 Ο₂ → ΗΝΟ₃

β) Η +Ν+3Ο → ΗΝΟ₃

γ) ½ Ν₂Ο₅ + ½ Η₂Ο → ΗΝΟ₃

δ) σε οποιαδήποτε από τις παραπάνω χημικές εξισώσεις.

3) Δίνεται ότι: CΗ₄(g) + 2Ο₂(g) → CΟ₂(g) + 2Η₂Ο(g), ΔΗ= - 802kJ, σε ορισμένες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας.

i) Όταν καίγεται 1mοl CΗ₄:

α) ελευθερώνεται θερμότητα 802kJ

β) απορροφάται θερμότητα 802kJ

ii) Όταν για την παραπάνω καύση χρησιμοποιηθεί 1mοl Ο₂, θα ελευθερωθεί θερμότητα:

α) 802J,

β) 401J,

γ) 1604J.

iii) Για την αντίδραση:

CΗ₄(g) + 2Ο₂(g) → CΟ₂(g) + 2Η₂Ο(l), ΔΗ= - Χ

Το Χ μπορεί να είναι:

α) 802kJ,

β) 890kJ,

γ) 760kJ.

Απαντήσεις: