Уровень b

1. Вычислить стандартную энтальпию растворения NaOH в воде, если при растворении 10 г NaOH в 250 мл воды температура раствора повысилась от 20⁰С до 29,7⁰С. Удельная теплоемкость раствора равна 3,99 Дж/(г·К).

Дано:

(NaOH) -?

РЕШЕНИЕ:

Стандартную энтальпию растворения рассчитываем по уравнению:

(NaOH) =

= , (кДж/моль)

где М_NaOH - молярная масса NaOH, г/моль,

Q_p = m_р-ра·С_р(р-ра)·(), -количество выделившейся теплоты при растворении NaOH, Дж
m_р-ра - масса раствора, г;

С_р(р-ра) – теплоемкость раствора, кДж/(г×К)
1000 - пересчет Дж в кДж.

Для рассматриваемой задачи = 29,7-20 = + 9,7⁰. При этом знак "+" указывает на повышение температуры при растворении, а знак "-" - на понижение температуры.

m_р-ра = m + m = 10+250 = 260 г.

Тогда: Q_Р = (10 + 250)·3,99·9,7 = 10062,8 Дж,

(NaOH) = ,

Ответ: (NaOH) = - 40,24 кДж/моль.

2. Найти массу метана, при полном сгорании, которого выделяется теплота, достаточная для нагревания 30 л воды от 20 до 90^оС. Мольная теплоемкость воды равна 75,3 Дж/мольК. КПД теплового агрегата составляет 40%.

Дано: Ср = 75,3 Дж/мольК КПД = 40%

РЕШЕНИЕ:

Определяем количество теплоты, необходимое для нагревания 30 л воды от 20 до 90^оС.

т.к. =

= 18 г/моль ∆t = 90 – 30 = 60К

Учитывая КПД теплового агрегата потребуется

теплоты

Такую теплоту необходимо получить при сжигании метана. Тепловой эффект реакции горения метана получим используя I следствие из закона Гесса

= Σ_ni (В) - Σ _nj

^{продуктов исходных}

^{реакции веществ}

Уравнение горения метана

СН_4(г) + О_2(г) = СО_2(г) + 2Н₂О_(г)

-74,9 0 -393,5 2(-241,84)

^{кДж/моль}

= (-393,5) + 2(-241,84) –(-74,9) = - 802,28 кДж

Так как при сгорании одного моль метана выделяется 802,28кДж, то определяем количество моль метана, которое необходимо для получения 18750 кДж теплоты.

Определяем массу метана

Ответ:

3. Испльзуя следующие термохимические уравнения:

2CO_(г) + О_2(г) = 2CO_2(г) = - 566 кДж (4.10)

2Fe_(к) + O_2(г) = 2FeO_(к) = - 529,6 кДж (4.11)

4FeO_(к) + О_2(г) = 2Fe₂O_3(к) =- 585,2 кДж (4.12)