Неорганическая химия для подготовки к ЕГЭ

Термохимическое уравнение

Задания на эту тему можно прорешать в курсе самостоятельной подготовки к ЕГЭ.

 

Рассмотрим следующую задачу:

Реакция протекает согласно термохимическому уравнению

 

SiO_2(тв.) + 2Mg_(тв.) = Si_(тв.) + 2MgO_(тв.) + 350,7 кДж.

 

Определите количество теплоты, которое выделится в результате взаимодействия 16 г магния с избытком кремнезёма. (Запишите число с точностью до целых.)

Что важно запомнить

В термохимическом уравнении коэффициенты перед веществами показывают количество вещества (моли), а число 350,7 кДж относится ко всей реакции, записанной в уравнении. Это означает:

• При взаимодействии 2 моль Mg выделяется 350,7 кДж;
• При взаимодействии 1 моль Mg выделяется 350,7/2=175,35 кДж, т.е. в два раза меньше, так как количество вещества в два раза меньше.
• Зная сколько молей магния вступило в реакцию, пропорционально нужно вычислить количество выделившейся теплоты.

В данной задаче n(Mg) = m(Mg)/M(Mg) = 16/24 = 0,667 моль. Составляем пропорцию:

2 моль --- 350,7 кДж
0,667 моль --- х кДж

Решая пропорцию, находим, что х = 0,667·350,7/2 =116,7.

Ответ нужно округлить до целых, т.е. выделилось 117 кДж теплоты. 

 

Обратная задача

Также в ЕГЭ встречается обратная задача: зная термохимическое уравнение и количество теплоты, которое на самом деле выделилось или поглотилось, нужно найти массу или объем какого-либо участника реакции. Рассмотрим пример:

Какой объем (н.у.) кислорода необходимо затратить на окисление глюкозы, чтобы выделилось 700 кДж теплоты в соответствии с термохимическим уравнением реакции

 

C₆H₁₂O₆(тв.) + 6O₂(г) = 6CO₂(г) + 6H₂O(г)   +2800 кДж?

(Запишите число с точностью до десятых.)

 

Согласно термохимическому уравнению при взаимодействии 6 моль кислорода выделяется 2800 кДж теплоты, так как коэффициент перед кислородом равен 6. А сколько моль кислорода нужно затратить в реакции, чтобы выделилось 700 кДж теплоты? Это можно найти пропорцией:

6 --- 2800 кДж
х --- 700 кДж

 

Решая пропорцию, находим х = 6·700/2800 = 1,5 моль.

Зная количество вещества, находим объем: V(O2) = n(O₂)·Vm = 1,5·22,4 = 33,6 л.

 

Подобно этой задаче, в ЕГЭ может встретиться вопрос о нахождении массы глюкозы, например, или объёма выделившегося углекислого газа. Решение будет аналогичным: сначала находим количество вещества, пропорциональное количеству теплоты, которое выделилось в реакции, и затем рассчитываем массу или объём того, что спрашивается в задаче.