Úlohy: 1) Vypočítejte tepelné zabarvení dané reakce z následujících dat: C 2 H 4(g) + H 2(g) C 2 H 6(g) C 2 H 4(g) + 3O 2(g ) 2CO 2(g) +2H 2 O (l) H 0 298,15 = -1410,9kJ.mol -1 2C 2 H 6(g) + 7O 2(g) 4CO 2(g) + 6H 2 O (l) H 0 298,15 = -3119 kj.mol -1 H 2(g) + 1 / 2 O 2(g) H 2 O (l) H 0 298,15 = -285,9 kj.mol -1 [ -137,25 kj.mol -1 ] 2) Určete tepelné zabarvení reakce z následujících dat: 2FeO (s) + 1 / 2 O 2(g) Fe 2 O 3(s) Fe (s) + 1 / 2 O 2(g) FeO (s) H 0 298,15 = -269,2 kj.mol -1 2Fe (s) + 3 / 2 O 2(g) Fe 2 O 3(s) H 0 298,15 = -831,1 kj.mol -1 [ -292,7 kj.mol -1 ] 3) Vypočítejte standartní slučovací teplo tuhého CaCO 3 při teplotě-298,15 K z těchto dat: CaC 2(s) + 5 / 2 O 2(g) CaCO 3(s) + CO 2(g) H 0 298,15 = -1536,3 kj.mol -1 ( H 0 298,15 ) sluč CaC 2(s) = - 62,8 kj.mol -1 ( H 0 298,15 ) sluč CO 2(g) = -393,5 kj.mol -1 [ -1205,6 kj.mol -1 ] 4) Vypočítejte H 0 298,15 pro reakci: C (s) + 2H 2 O (g) CO 2 (g) + 2H 2(g) ( H 0 298,15 ) sluč H 2 O (g) = -241,9 kj.mol -1 ( H 0 298,15 ) sluč CH 4(g) = -74,93 kj.mol -1 ( H 0 298,15 ) spal CH 4(g) = -806,64 kj.mol -1 [ 86,03 kj.mol -1 ] 5) Chlorid uhličitý se vyrábí podle rovnice: CS 2(l) + 3Cl 2(g) CCl 4(l) + S 2 Cl 2(l) Vypočtěte tepelné zabarvení této reakce při teplotě 25 0 C ( H 0 298,15 ) sluč CS 2(l) = 87,9 kj.mol -1 ( H 0 298,15 ) sluč CCl 4(l) = -139,39 kj.mol -1 ( H 0 298,15 ) sluč S 2 Cl 2(l) = -60,28 kj.mol -1 [ -287,6 kj.mol -1 ] 6) Výroba kapalného CCl 4 probíhá v reaktoru chlazeném vodou 10 0 C teplou, vypočítejte, kolik kg této vody musí projít chladícím zařízením reaktoru na každý 1 kg zreagovaného chloru, aby reakce probíhala izotermně. Chladící voda odchází s teplotou 20 0 C. Použijte rovnici a hodnoty jako v předchozím příkladě.
M (Cl 2 ) = 71 g.mol -1 c (H 2 0) = 4,186 kj.k -1.kg -1 [32,25 kg ] 7) Vypočítejte standartní slučovací teplo plynného etylchloridu při teplotě 25 0 C, je-li dáno: 4C 2 H 5 Cl (g) + 13O 2(g) 2Cl 2(g) + 8CO 2(g) + 10H 2 O (g) H 0 298,15 = -5147 kj.mol -1 ( H 0 298,15 ) sluč CO 2(g) = -393,7 kj.mol -1 ( H 0 298,15 ) sluč H 2 O (g) = -241,95 kj.mol -1 [ 105,5 kj.mol -1 ] 8) Vypočítejte standartní reakční teplo při teplotě 25 0 C pro reakci: 3CH 4 (g) + CO 2 (g) 2C 2 H 5 OH(l) ( H 0 298,15 ) sluč C 2 H 5 OH (l) = -277,74 kj.mol -1 ( H 0 298,15 ) sluč CO 2(g) = -393,48 kj.mol -1 ( H 0 298,15 ) sluč H 2 O (g) = - 285,9 kj.mol -1 [ 61,53 kj.mol -1 ] 9) Vypočítejte : a) standartní spalné teplo grafitu při teplotě 25 0 C v kj.kg -1 b) standartní spalné teplo H 2(g) při teplotě 25 0 C v kj.kg -1, je-li oxidačním produktem H 2 O (g) c) standartní slučovací teplo CO 2(g) při teplotě 25 0 C v kj.mol -1, je-li dáno : H 2 O (g) + C (s) H 2(g) + CO (g) H 0 298,15 = 133,95 kj.mol -1 ( H 0 298,15 ) sluč CO 2(g) = -393,48 kj.mol -1 ( H 0 298,15) sluč H 2 O (g) = -285,9 kj mol -1 M(C) = 12 g mol -1 M(H 2 ) = 2 g mol -1 [-32,776 10 3 kj kg -1 ; -14,3 10 4 kj kg -1 ; -284,65 kj mol -1 ] 10) Vypočítejte a) standartní slučovací teplo cyklopropanu (CH 2 ) 3 při teplotě t = 25 C b) izomerační teplo cyklopropanu na propen při teplotě t = 25 C ( H 0 298,15) sluč propenu (CH 3 -CH=CH 2 ) = 20,51 kj mol -1 ( H 0 298,15) sluč (CH 2 ) 3(g) = -2093 kj mol -1 ( H 0 298,15) spal H 2(g) = -285,9 kj mol -1 ( H 0 298,15) sluč C (s) = -393,48 kj mol -1 [58,6 kj mol -1 ; -38,09 kj mol -1 ]
11) Probíhají-li současně dvě reakce (1) C (s) + 1 / 2 0 2(g) CO (g) (2) C (s) + H 2 0 (g) CO (g) + H 2(g) z nichž první je exotermní a druhá endotermní, vypočítejte a) množství vzduchu, které je třeba dodat na 1 mol reagující vodní páry, aby pochod probíhal izotermně b) jak by se musel změnit poměr vzduchu k vodní páře, kdyby exotermní reakce probíhala jen z 80% ( H 0 298,15) sluč CO = -110,58 kj mol -1 ( H 0 298,15) sluč H 2 O= -285,9 kj mol -1 Předpokládejte, že vzduch obsahuje 20 obj. % kyslíku a C (s) je v nadbytku [a) 2,97 mol vzduchu; b) 3,71 mol vzduchu původní poměr vzduchu k vodní páře 2,97:1 by se musel změnit na 3,71:1] 12) Vypočítejte, jaké množství tepla je třeba na rozklad 5 molů amoniaku na vodík a kyslík 2 NH 3(g) 3 H 3(g) + N 2(g) H 0 (298,15) = 92,4 kj mol -1 [231 kj] 13) Vypočítejte, jaké množství tepla se uvolní, jestliže zreaguje 10g síry podle rovnice S (s) + O 2(g) SO 2(g) H 0 (298,15) = -297 kj mol -1 14) Určete tepelné zabarvení reakce, je-li dáno: CH 4(g) + Cl 2(g) CH 3 Cl (g) + HCl (g) E C-H = 417 kj.mol -1 E Cl-Cl = 244 kj.mol -1 E C-Cl = 327,6 kj.mol -1 E H-Cl = 432,6 kj.mol -1 [-148,5 kj] [ - 99,2 kj.mol -1 ] 15) Určete tepelné zabarvení reakce, je-li dáno: C 2 H 6 (g) C 2 H 2(g) + 2 H 2(g) E C-H = 417 kj.mol -1 E C-C = 348,6 kj.mol -1 E C C = 839 kj.mol -1 E H-H = 435 kj.mol -1 [ 307,6 kj.mol -1 ]
16) Spálení methanolu můžeme vyjádřit rovnicí: CH 3 OH (l) + 3/2 O 2(g) CO 2(g) + 2 H 2 O (l) H o = - 722 kj.mol -1 Vypočítejte kolik tepla se uvolní spálením 1 kg methanolu. [ 22,56.10 3 kj.mol -1 ] 17) Chlorid hlinitý se dá připravit podle rovnice: Al(OH) 3(aq ) + 3 HCl (aq) AlCl 3(aq) + 3H 2 O (l) H o = - 234,2 kj.mol -1 Kolik tepla se uvolní použijeme-li 7 g Al(OH) 3 [ - 21 kj.mol -1 ] 18) Brom oxiduje kyselinu siřičitou na sírovou: H 2 SO 3(l) + Br 2(l) + H 2 O (l) H 2 SO 4(l) + 2HBr (g) Určete reakční teplo, víte-li, že při vzniku 3,92 g H 2 SO 4 se uvolní 9,04 kj tepla. [ - 226 kj.mol -1 ] 19) Při vzniku 1 l HBr ( za normálních podmínek ) se uvolnilo 1,58 kj tepla. Určete standartní slučovací teplo bromovodíku. H 2(g) + Br 2(l) 2 HBr (l) [ - 35,35 kj.mol -1 ] 20) Vypočítejte standartní reakční teplo pro reakci: FeO (s) + CO (g) Fe (s) + CO 2(g) ( H o 298,15 ) sluč FeO (s) = - 269,9 kj. mol -1 ( H o 298,15 ) sluč CO (g) = - 110,3 kj. mol -1 ( H o 298,15 ) sluč CO 2(g) = - 394,2 kj. mol -1 [ - 14 kj.mol -1 ]
21) Určete standartní slučovací teplo oxidu hořečnatého, který vzniká podle rovnice: SiO 2(s) + 2 Mg (s) 2 MgO (s) +Si (s) H o = - 350,7 kj. mol -1 ( H o 298,15 ) sluč SiO 2(s) = - 872 kj. mol -1 [ - 611,3 kj.mol -1 ] 22) Kolik tepla se uvolní při redukci 8 g oxidu měďnatého vodíkem. ( H o 298,15 ) sluč CuO (s) = - 146 kj. mol -1 ( H o 298,15 ) sluč H 2 O (l) = - 286 kj. mol -1 [ 14 kj] 23) Určete standartní reakční teplo reakce: Al 2 O 3(s) + 3 SO 3(g) Al 2 (SO 4 ) 3(s) ( H o 298,15 ) sluč Al 2 (SO 4 ) 3(s) = - 3434,9 kj.mol -1 ( H o 298,15 ) sluč SO 3(g) = - 395,2 kj. mol -1 ( H o 298,15 ) sluč Al 2 O 3(s) = - 1646 kj. mol -1 [ - 603,3 kj.mol -1 ] 24) Uhlík shoří podle rovnice: C (s) + O 2(g) CO 2(g) ( H o 298,15 ) sluč CO 2(g) = - 394,2 kj. mol -1 Kolik tepla se uvolní spálením 1 t uhlíku, který obsahuje 12 % nehořlavých příměsí. [ 2,88.10 7 kj]