Termochemia – zadania do samodzielnej realizacji.
1. W temp. 298K ciepło właściwe miedzi wynosi 0,386 kJ·kg

–1

·K

–1

. Obliczyć ciepło molowe miedzi w tej

temperaturze.

Odp. 24,5 J/mol·K

2. W temp. pokojowej ciepło właściwe wody wynosi 4,19 kJ·kg

–1

·K

–1

. Obliczyć ciepło molowe wody w tej

temperaturze.

Odp. 75,48 J/mol·K

3. W temperaturze 298 K i pod stałym ciśnieniem 1013,25 hPa ciepło molowe chlorku srebra (I) wynosi

50,83 kJ·kg

–1

·K

–1

. Obliczyć ciepło właściwe chlorku srebra (I) w tych samych warunkach.

Odp. 0,3546 kJ/kg·K

4. W zakresie temperatur 298-352 K średnie ciepło właściwe kobaltu wynosi 0,46 kJ·kg

–1

·K

–1

.Ile ciepła

należy dostarczyć, aby ogrzać kawałek kobaltu o masie 8 g od temp. 298 K do temp. 348 K?

Odp. 0,3442 kJ/kg·K

5. W temperaturze 20

o

C i pod stałym ciśnieniem ciepło właściwe boru wynosi 1,05 J·g

–1

·K

–1

. Obliczyć

ciepło molowe boru w tych samych warunkach.

Odp.11,34 J

.

mol

-1.

K

-1

6. Zapisz równania termochemiczne dla reakcji tworzenia jednego mola następujących związków o

znanych entalpiach tworzenia:
- Fe

2

O

3





f

H

298

822kJ/mol

- HI





f

H

298

26kJ/mol

- Mg

3

N

2





f

H

298

-462kJ/mol

- KOH





f

H

298

-426kJ/mol

- Na

2

HPO

4





f

H

298

-1748kJ/mol

7. Obliczyć ciepło tworzenia dwusiarczku węgla (CS

2

) (z pierwiastków) na podstawie równań

termochemicznych następujących reakcji:
a) CS

2(c)

+ 2O

2(g)

= CO

2(g)

-1075,7 kJ

b) S

(romb)

+ O

2(g)

= SO

2(g)

-297,0 kJ

c) C

(grafit)

+ ½O

2(g)

= CO

(g)

-110,6 kJ

d) CO

(g)

+ ½O

2(g)

= CO

2(g)

- 283,2 kJ

Odp. 87,9 kJ

8. Napisać równanie termochemiczne reakcji syntezy jednego mola stałego chlorku amonu z gazowego

amoniaku i gazowego chlorowodoru, wiedząc, że entalpia tej reakcji wynosi –175,4 kJ w warunkach
standardowych. Obliczyć standardową entalpię tworzenia stałego chlorku amonu, posługując się
standardowymi entalpiami tworzenia amoniaku –46,0 kJ·mol

–1

i chlorowodoru –92,1 kJ·mol

–1

.

Odp. –313,5 kJ/mol

9. Obliczyć ilość ciepła wydzielonego podczas przejścia 67,952 g azotanu(V) srebra(I) o temperaturze

540K w 0,4 mola stałego azotanu(V) srebra(I) o temperaturze 485K, wiedząc że pod stałym
ciśnieniem średnie ciepło molowe azotanu(V) srebra(I) wynosi 126,4 J·mol

–1

·K

–1

, temperatura

topnienia azotanu(V) srebra(I) jest równa 485K, a ciepło topnienia azotanu(V) srebra(I) w
temperaturze topnienia równa się 11,56 kJ·mol

–1

. Masa molowa azotanu(V) srebra(I) wynosi

169,88g/mol.

Odp. 7,4 kJ

10. Obliczyć ciepło spalania metanu w temperaturze 298K i pod ciśnieniem 1013,25 hPa, wiedząc, że

ciepło reakcji: Al

4

C

3

+ 12H

2

O = 4Al(OH)

3

+ 3CH

4

wynosi –1691,3 kJ w warunkach standardowych, a

ciepło tworzenia węglika glinu, wody ciekłej, wodorotlenku glinu i ditlenku węgla są równe
odpowiednio: –195,5, –286,04, –1273,6 i –393,77 kJ·mol

–1

.

Odp. –890,95 kJ

11. Obliczyć ilość ciepła potrzebną do przekształcenia 100g wody ciekłej o temp 20

o

C w parę wodną o

temp. 100

o

C, wiedząc że średnie ciepło właściwe wody w tym przedziale temperatur wynosi

4,187kJ

.

kg

-1.

K

-1

, a ciepło parowania wody w temperaturze wrzenia i pod ciśnieniem 1013,25hPa

wynosi 2,28MJ

.

kg

-1.

K

-1

(założyć, że utworzyło się bardzo mało pary przed osiągnięciem temp. 100

o

C).

Odp. 261,5kJ

12. Obliczyć masę węgla potrzebą do ogrzania 100dm

3

wody od temp. 20

o

C do 50

o

C wiedząc, że średnie

ciepło właściwe wody w tym przedziale temperatur wynosi 4,187 kJ

.

kg

-1.

K

-1

, a ciepło spalania węgla

do CO

2

wynosi 32,82MJ/kg.

Odp. 0,383 tony węgla

13. W czasie utlenienia 1g glinu do tlenku glinu Al

2

O

3

wydziela się 31,04kJ ciepła w warunkach

standardowych. Oblicz ciepło tworzenia tlenku glinu.

Odp. 1676,16kJ/mol

14. Zapisz równanie termochemiczne reakcji tworzenia bromku wapnia, wiedząc że w tej reakcji

wydzielona zostaje energia w ilości 675,3kJ.

15. Na podstawie równania termochemicznego podaj entalpię tworzenia jodowodoru:

H

2(g)

+ I

2(s)

=

2HI + 52kJ

Odp. 26 kJ/mol

16. Standardowe ciepło spalania metanu do tlenku węgla (IV) i ciekłej wody wynosi - 891kJ. Jaką objętość

metanu (warunki normalne) należy spalić, aby uzyskać 1MJ energii na sposób ciepła?

Odp. 25,14 dm

3

17. Zapisz równanie termochemiczne reakcji spalania (całkowitego) jednego mola następujących

związków o znanych standardowych ciepłych spalania Q

sp

:

związek chem.

ciepło spalania

acetylen (etyn)

-1300kJ/mol

etan

-1561kJ/mol

metanol

-727kJ/mol

węgiel

-394kJ/mol

18. W czasie utlenienia 1g glinu do tlenku glinu Al

2

O

3

wydziela się 31,04kJ ciepła w warunkach

standardowych. Oblicz ciepło tworzenia tlenku glinu.

Odp. 16kJ/mol

19. Oblicz entalpię reakcji: SiCl

4(c)

+ 2H

2

O

(c)

=SiO

2(s)

+ 4HCl

(g)

w warunkach standardowych, wiedząc że

standardowe entalpie tworzenia wynoszą odpowiednio:
SiO

2

: ΔH=-960kJ/mol; HCl: ΔH=-92,4kJ/mol; SiCl

4

: ΔH=-640kJ/mol; H

2

O: ΔH=-286kJ/mol

Odp.-66kJ

20. Dla reakcji: NH

3(g)

+ HCl

(g)

= NH

4

Cl

(s)

-175,4kJ. Oblicz standardową entalpię tworzenia stałego

NH

4

Cl wiedząc, że standardowe entalpie tworzenia amoniaku i chlorowodoru wynoszą odpowiednio

-46,0kJ/mol oraz -92,1kJ/mol.

Odp.-313,5 kJ/mol

21. Standardowe entalpie tworzenia Al

2

O

3(s)

i Mn

3

O

4(s)

wynoszą odpowiednio -1675kJ/mol oraz -

1388kJ/mol. Oblicz entalpię reakcji 8Al(s) + 3Mn

3

O

4(s)

= 4Al

2

O

3(s)

+ 9Mn

(s)

w warunkach

standardowych.

Odp.-2536 kJ

22. Oblicz entalpię reakcji 3C

(s)

+ 4H

2(g)

= C

3

H

8(g)

widząc, że:

C

3

H

8(g)

+ 5O

2(g)

= 3CO

2(g)

+ 4H

2

O

(c)

–2220kJ

2H

2(g)

+ O

2

= 2H

2

O

(c)

– 572kJ

C

(s)

+ O

2(g)

= CO

2(g)

– 394kJ

Odp. -106kJ

23. Korzystając z poniższych danych oblicz entalpię tworzenia CS

2

(g):





2

298

CO

H

-393 kJ/mol





2

298

SO

H

-297kJ/mol

CS

2(g)

+ 3O

2

= CO

2(g)

+ 2SO

2(g)





f

H

298

-1108kJ/mol

Odp. +121kJ

24. Oblicz entalpię reakcji : 3C

2

H

2(g)

=

C

6

H

6(c)

na podstawie ciepeł spalania acetylenu i benzenu

równych odpowiednio: -1300kJ/mol, -3279kJ/mol
Odp. -621kJ

25. Jednym ze sposobów otrzymywania żelaza z magnetytu jest reakcja "aluminotermiczna"

przebiegająca wg równania: 8Al

(s)

+ 3Fe

3

O

4(s)

=

9Fe

(s)

+ 4Al

2

O

3(s)

.

Mając następujące dane:
a) 3Fe

(s)

+ 2O

2(g)

=

Fe

3

O

4(s)





f

H

298

-1233,3kJ

b) 4Al

(s)

+ 3O

2(g)

=

2Al

2

O

3(s)





f

H

298

-3340kJ

Obliczyć entalpię reakcji aluminotermicznej

Odp. –2981kJ

Literatura: Obliczenia chemiczne pod red. A. Śliwy, PWN 1987

Zakres materiału do przygotowania na następne zajęcia:
- definicje: szybkości reakcji, stałej szybkości reakcji, rzędu (ogólnego) reakcji, energia aktywacji
- zależność szybkości reakcji od stężenia i temperatury (równania)
- równanie Arrheniusa
Zalecana literatura: Wybrane zagadnienia z chemii ogólnej: teoria, przykłady rachunkowe i
doświadczenia -Teresa Grzybek. Wydawnictwo AGH – Skrypt Uczelniany nr 1489.