Термохимия
Термохимията изучава топлинните ефекти на химичните реакции. Реакциите, при които се отделя топлина, са екзотермични (ΔH 0). Термохимичното уравнение посочва агрегатните състояния и топлинния ефект. Според закона на Хес топлинният ефект зависи само от началното и крайното състояние, затова ΔH на реакция се изчислява от стандартните енталпии на образуване на веществата.
Какво да запомним
- Екзотермична реакция: ΔH 0.
- Закон на Хес: ΔH = Σ ΔHf(продукти) − Σ ΔHf(изходни вещества).
- Стандартната енталпия на образуване на простите вещества в стабилната им форма (O2, H2, C графит) е 0.
- Записът ΔH = −286 kJ означава, че се отделят 286 kJ топлина.
Пример
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O(l): ΔH = (−394) + 2(−286) − (−75) = −891 kJ, т.е. реакцията е екзотермична.
Проверете се: 15 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Как се нарича реакция, при която се поглъща топлина?
- Екзотермична
- Каталитична
- Обратима
- Ендотермична
Отговор: Ендотермична
При ендотермичните реакции системата поема топлина от околната среда, ΔH > 0.
Колко е стандартната енталпия на образуване на O2(g)?
- −286 kJ/mol
- +498 kJ/mol
- −394 kJ/mol
- 0 kJ/mol
Отговор: 0 kJ/mol
Стандартната енталпия на образуване на простите вещества в най-устойчивата им форма е приета за нула.
ΔHf: CO2 −394, H2O(l) −286, CH4 −75 kJ/mol. Колко е ΔH на CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O(l)?
- −605 kJ
- −891 kJ
- −755 kJ
- +891 kJ
Отговор: −891 kJ
ΔH = (−394 + 2·(−286)) − (−75) = −966 + 75 = −891 kJ.
Какво показва записът ΔH = −286 kJ за една реакция?
- Поглъщат се 286 kJ топлина
- Реакцията не протича
- Отделят се 286 kJ топлина
- Енергията на активиране е 286 kJ
Отговор: Отделят се 286 kJ топлина
Отрицателното ΔH означава, че реакцията е екзотермична.
ΔHf(CO2) = −394 kJ/mol, ΔHf(H2O, l) = −286 kJ/mol, а енталпията на изгаряне на етана C2H6 е −1560 kJ/mol. Колко е ΔHf(C2H6)?
- +86 kJ/mol
- −86 kJ/mol
- −1474 kJ/mol
- −3206 kJ/mol
Отговор: −86 kJ/mol
C2H6 + 3,5O2 → 2CO2 + 3H2O: −1560 = [2 · (−394) + 3 · (−286)] − ΔHf; ΔHf = −1646 + 1560 = −86 kJ/mol.
Какъв е знакът на ΔH при екзотермична реакция?
- ΔH > 0
- ΔH < 0
- ΔH = 0
- Няма знак
Отговор: ΔH < 0
При екзотермична реакция системата отдава топлина и енталпията ѝ намалява, затова ΔH < 0.
Какво изучава термохимията?
- Скоростта на реакциите
- Строежа на атома
- Топлинните ефекти на реакциите
- Разтворимостта на солите
Отговор: Топлинните ефекти
Термохимията изучава топлината, която се отделя или поглъща при химичните реакции.
Към какви реакции спада горенето на метана?
- Екзотермични
- Ендотермични
- Каталитични
- Фотохимични
Отговор: Екзотермични
При горенето на метана се отделя много топлина, затова то е екзотермичен процес.
Защо в термохимичното уравнение се посочва агрегатното състояние на веществата?
- Заради цвета им
- Топлинният ефект зависи от него
- Определя катализатора
- Не е задължително
Отговор: ΔH зависи от него
Например при образуване на H2O(l) се отделя повече топлина, отколкото на H2O(g), защото при кондензация се отделя допълнителна топлина.
Как се нарича топлинният ефект при изгарянето на 1 mol вещество?
- Енергия на активиране
- Енталпия на топене
- Енталпия на изгаряне
- Константа на равновесие
Отговор: Енталпия на изгаряне
Енталпията на изгаряне е ΔH при пълното изгаряне на 1 mol вещество; тя винаги е отрицателна.
2H2 + O2 → 2H2O(l), ΔH = −572 kJ. Колко kJ се отделят при образуване на 1 mol вода?
- 572 kJ
- 286 kJ
- 143 kJ
- 1144 kJ
Отговор: 286 kJ
Уравнението е за 2 mol вода, затова за 1 mol: 572 : 2 = 286 kJ.
Какво е стандартна енталпия на образуване на едно вещество?
- ΔH при образуване на 1 mol от прости вещества
- Топлината при разтваряне на 1 g вещество
- Енергията на активиране на реакцията
- Топлината при топене на веществото
Отговор: За 1 mol от прости вещества
Това е топлинният ефект при образуване на 1 mol от веществото от прости вещества в стабилното им стандартно състояние.
C + O2 → CO2, ΔH = −394 kJ; CO + ½O2 → CO2, ΔH = −283 kJ. Колко е ΔH на C + ½O2 → CO?
- −677 kJ
- −111 kJ
- +111 kJ
- −283 kJ
Отговор: −111 kJ
По закона на Хес: ΔH = −394 − (−283) = −111 kJ (от първото уравнение се изважда второто).
N2 + 3H2 → 2NH3, ΔH = −92 kJ. Колко kJ се отделят при получаване на 68 g NH3? (NH3 = 17)
- 92 kJ
- 46 kJ
- 184 kJ
- 368 kJ
Отговор: 184 kJ
68 g : 17 g/mol = 4 mol NH3; за 2 mol се отделят 92 kJ, за 4 mol 184 kJ.
ΔHf: CaCO3 −1207, CaO −635, CO2 −394 kJ/mol. Колко е ΔH на CaCO3 → CaO + CO2?
- −178 kJ
- −2236 kJ
- +572 kJ
- +178 kJ
Отговор: +178 kJ
ΔH = (−635) + (−394) − (−1207) = +178 kJ, т.е. реакцията е ендотермична.