1. Termochemie - příklady 1. ročník

1. Termochemie - příklady 1. ročník 1.1. Urči reakční teplo reakce: C (g) + 1/2 O 2 (g) -> CO (g), ΔH 1 =?, známe-li C (g) + O 2 (g) -> CO 2 (g) ΔH 2 = -393,7 kj/mol CO (g) + 1/2 O 2 -> CO 2 (g) ΔH 3 = -283,6 kj/mol [-110,1 kj/mol] 1.2. Vypočítej spalné teplo acethylenu, známe-li ΔH sluč (H 2 O (l) ) = -286 kj/mol, ΔH sluč (CO 2 ) = - 393,7 kj/mol, ΔH sluč (acethylen) = 226,7 kj/mol. [1300,1 kj/mol] 1.3. Vypočítej reakční teplo izomerizace dimethyletheru na ethanol CH 3 OCH 3 (g) -> CH 3 CH 2 OH (g) znáte-li standardní spalné teplo látek: ΔH spal (CH 3 OCH 3(g) ) = -1454 kj/mol, ΔH spal (CH 3 CH 2 OH (g) ) = -1402 kj/mol [-52 kj/mol] 1.4. Vypočítej reakční teplo izomerizace dimethyletheru na ethanol CH 3 OCH 3 (g) -> CH 3 CH 2 OH (l) znáte-li reakční tepla přeměn: CH 3 OCH 3 (g) -> CH 3 CH 2 OH (g) CH 3 CH 2 OH (g) -> CH 3 CH 2 OH (l) ΔH 1 = -52 kj/mol ΔH 2 = -2,83 kj/mol [-54,83 kj/mol] 1.5. Pro reakční teplo rozkladu oxidu rtuťnatého 2 HgO (s) -> 2 Hg (g) + O 2 (g) platí ΔH = 180,8 kj/mol. Urči reakční teplo vzniku 1 molu HgO (s) z prvků Hg (g) a O 2 (g). [-90,4 kj/mol] 2. Termochemie - příklady CHS4 2.1. Jaké množství tepla se uvolní spálením 70 g methanu za standardních podmínek? Spalné teplo methanu je -890 kj/mol. [uvolní se 3 893,75 kj] 2.2. Jaké množství tepla je při standardních podmínkách třeba na převedení 1 kg vody z kapalného stavu do plynného, jestliže ΔH sluč (H 2 O (l) ) = -285,8 kj/mol, ΔH sluč (H 2 O (g) ) = - 241,8 kj/mol [2 444,6 kj] 2.3. Jaké množství tepla se uvolní při hoření 100 g vodíku, víte-li, že při reakci 1 molu vodíku se uvolní 240 kj tepla. [uvolní se 12 000 kj] 2.4. Kolik tepla se uvolní při vzniku 100 g železa podle následující rovnice: 2 Al (s) + Fe 2 O 3 (s) -> 2 Fe (s) + Al 2 O 3 (s) ΔH = -844,4 kj/mol [uvolní se 755,7 kj]

2.5. Které tvrzení o reakčních teplech níže uvedených reakcí je správné? 1/2 CH 3 CH 2 OH + 3/2 O 2 -> CO 2 + 3/2 H 2 O CH 3 CH 2 OH + 3 O 2 -> 2 CO 2 + 3 H 2 O 2 CH 3 CH 2 OH + 6 O 2 -> 4 CO 2 + 6 H 2 O a) reakční tepla jsou stejná, protože se jedná o stejné chemické děje. b) reakční tepla stoupají na dvojnásobek 2.6. Vyjádři slučovací teplo amoniaku: 2H 2 (g) + O 2 (g) -> 2 H 2 O (l) ΔH 1 = -571,9 kj/mol 4 NH 3 (g) + 3 O 2 (g) -> 6 H 2 O (l) + 2 N 2 (g) ΔH 2 = -1531,9 kj/mol [-45,95 kj/mol] 2.7. Vypočítej reakční teplo reakce C 2 H 4 (g) + H 2 (g) -> C 2 H 6 (g), ΔH 1 =?, známe-li: 2 C (s) + 3 H 2 (g) -> C 2 H 6 (g) ΔH 2 = 84,4 kj/mol C 2 H 4 (g) -> 2 C (s) + 2 H 2 (g) ΔH 3 = 52,3 kj/mol [136,7 kj/mol] 2.8. Urči reakční teplo reakce Mg(s) + 2 HCl (g) -> MgCl 2 (s) + H 2 (g), ΔH =?, známe-li: Mg(s) + Cl 2 (g) -> MgCl 2 (s) ΔH 1 = -641 kj/mol 1/2 H 2 (g) + 1/2 Cl 2 (g) -> HCl (g) ΔH 2 = -92,5 kj/mol [-456 kj/mol] 2.9. Vypočítej reakční teplo reakce 2 C(s) + 2 H 2 (g) -> C 2 H 4 (g), ΔH 4 =?, známe-li: C (s) + O 2 (g) -> CO 2 (g) ΔH 1 = -383,7 kj/mol 2 H 2 (g) + O 2 (g) -> 2 H 2 O (l) ΔH 2 = -571,6 kj/mol C 2 H 4 (g) + 3 O 2 (g) -> 2 H 2 O (l) + 2 CO 2 (g) ΔH 3 = -1409 kj/mol [70 kj/mol] 2.10. Urči reakční teplo reakce: 2 SO 2 (g) + O 2 (g) -> 2 SO 3 (g), známe-li: S (s) + O 2 (g) -> SO 2 (g) ΔH = -296,8 kj/mol 2 S (s) + 3 O 2 (g) -> 2 SO 3 (g) ΔH = -791,4 kj/mol [-197,8 kj/mol] 2.11. Vypočítej reakční teplo reakce: H 2 (g) + S 2 (g) -> H 2 S (g), známe-li reakční tepla reakcí Zn (s) + S (s) -> ZnS ΔH = -202,92 kj/mol Zn (s) + H 2 SO 4 (aq) -> ZnSO 4 (s) + H 2 (g) ΔH = -167,23 kj/mol ZnS (s) + H 2 SO 4 (aq) -> ZnSO 4 (s) + H 2 S (g) ΔH = 15,54 kj/mol [-20,15 kj/mol] 2.12. Pro které reakce je reakční teplo zároveň teplem slučovacím i spalným? a) C (s) + O 2 (g) -> CO 2 (g) b) 2 Al (s) + 3/2 O 2 (g) -> Al 2 O 3 (s) c) H 2 (g) + O 2 (g) -> H 2 O 2 (l) d) 2 H 2 (g) + 1/2 O 2 (g) + C (s) -> CH 3 OH (l) e) H 2 (g) + 1/2 O 2 (g) -> H 2 O (l)

2.13. U které z reakcí můžeme reakční teplo označit jako spalné a u které jako slučovací? a) CH 3 COOH (l) + 2 O 2 (g) -> 2 CO 2 (g) + 2 H 2 O (l) ΔH = -869 kj/mol b) 2 C (s) + O 2 (g) -> 2 CO (g) ΔH = -218 kj/mol c) H 2 (g) + Cl 2 (g) -> 2 HCl (g) ΔH = -184,8 kj/mol d) Mg (s) + Cl 2 (s) -> MgCl 2 (s) ΔH = -641 kj/mol 2.14. Vypočtěte ΔH reakce CaC 2 (s) +2 H 2 O (l) -> Ca(OH) 2 (s) + C 2 H 2 (g), znáte-li standardní slučovací tepla výchozích látek: ΔH sluč (CaC 2 ) = 62,7 kj/mol, ΔH sluč (H 2 O) = -285,1 kj/mol, ΔH sluč (Ca(OH) 2 ) = 986,2 kj/mol, ΔH sluč (C 2 H 2 ) = 226,7 kj/mol [1720,4 kj/mol] 2.15. Vypočtěte, jaké teplo se uvolní aluminotermickou reakcí 2 Al (s) + Fe 2 O 3 (s) -> Al 2 O 3 (s) + 2 Fe (s) víte-li, že ΔH sluč (Al 2 O 3 ) = -1670 kj/mol, ΔH sluč (Fe 2 O 3 ) = -822,3 kj/mol [-847,7 kj] 2.16. Vypočítej standardní reakční teplo reakce 2 C 2 H 5 OH (l) + 2 CH 3 COOH (l) -> 2 CH 3 COOC 2 H 5 (l) + 2 H 2 O (l) víte-li, že platí: ΔH spal (C 2 H 5 OH) = -1336,9 kj/mol, ΔH spal (CH 3 COOH) = -873,8 kj/mol, ΔH spal (CH 3 COOC 2 H 5 ) = -2 254,2 kj/mol [87 kj] 2.17. Urči reakční teplo reakce, při níž by došlo (za standardních podmínek) k přeměně diamantu v grafit, znáte,li ΔH spal (grafit) = -393,7 kj/mol, ΔH spal (diamant) = -395,7 kj/mol. [-2 kj] 2.18. Vypočítej reakční teplo reakce grafitu s vodíkem: C (grafit) + 2 H 2 (g) -> CH 4 (g). ΔH spal (CH 4 ) = -890 kj/mol, ΔH spal (grafit) = -393,7 kj/mol, ΔH sluč (H 2 O) = -286 kj/mol [-75,7 kj] 2.19. Vypočtěte standardní reakční teplo reakce výroby chloridu uhličitého. CS 2 (l) + 3 Cl 2 (g) CCl 4 (s) + S 2 Cl 2 (s), H 0 =?, známe-li ΔH sluč ( CS 2 (l) ) = 87,9 kj.mol -1, ΔH sluč (CCl 4 (s) )= -139,2 kj.mol -1, ΔH sluč (S 2 Cl 2 (s) )= -60,2 kj.mol -1 [ 287,3 kj.mol -1 ] 2.20. Vypočtěte standardní reakční teplo reakce: 6 C (s, grafit) + 3 H 2 (g) C 6 H 6 (l), H 0 =?, známe-li ΔH spal (C (s, grafit) ) = -393,1 kj.mol -1 ΔH spal (H 2 (g) ) = -285,6 kj.mol -1 ΔH spal (C 6 H 6 (l) ) = -3 268,8 kj.mol -1 [53,4 kj.mol -1 ]

2.21. Oxid železitý se redukuje vodíkem na železo. Vypočítej, kolik tepla je zapotřebí k vyredukování 10 g železa za standardních podmínek. ΔH sluč ( Fe 2 O 3 (s) ) = -822,16 kj.mol -1, ΔH sluč ( H 2 O (g)) = -241,84 kj.mol -1 [je třeba dodat 8,652 kj tepla] 2.22. Vypočítej tepelné zabarvení reakce C(s) + H 2 O (g) -> CO (g) + H 2 (g), známe-li ΔH sluč ( H 2 O (g) ) = -241,84 kj.mol -1, ΔH sluč ( CO (g)) = -110,46 kj.mol -1, [131,38 kj/mol, endotermní] 2.23. Vypočítej standardní slučovací teplo plynného ethylchloridu, je-li dáno standardní reakční teplo reakce 4 C 2 H 5 Cl (g) + 13 O 2 (g) -> 2 Cl 2 (g) + 8 CO 2 (g) + 10 H 2 O (g) ΔH = -5144,65 kj.mol -1, a známe-li ΔH sluč ( H 2 O (g) ) = -241,84 kj.mol -1, ΔH sluč ( CO 2 (g) ) = -393,51 kj.mol -1 [-105,45 kj/mol] 2.24. Vypočítej reakční teplo hydrogenace ethenu na ethan. K výpočtu použijte standardní spalná tepla. Spalováním vzniká CO 2 (g) a H 2 O (g). ΔH spal ( C 2 H 4 (g) ) = -1410,97 kj.mol -1, ΔH spal ( C 2 H 6 (g) ) = -1559,88 kj.mol -1, ΔH sluč ( H 2 (g) ) = -285,84 kj.mol -1 [-136,93 kj/mol] 2.25. Vypočítej standardní reakční teplo reakce 3 CH 4 (g) + CO 2 (g) -> 2 C 2 H 5 OH (l), známe-li ΔH sluč ( CO 2 (g) ) = -393,3 kj.mol -1, ΔH sluč ( C 2 H 5 OH (l)) = -277,61 kj.mol -1, ΔH sluč ( H 2 O (l) ) = -285,77 kj.mol -1, ΔH spal ( CH 4 (g) ) = -890,36 kj.mol -1 [61,52 kj/mol] 2.26. Napište termochemickou rovnici pro reakci plynného vodíku a kyslíku, jestliže standardní slučovací teplo vodní páry je -241,84 kj/mol. 2.27. Jaké je reakční teplo reakce N 2 (g) + 3 H 2 (g) -> 2 NH 3 (g) jestliže víte, že při vzniku 0,5 molu NH 3 se uvolní 23,1 kj tepla? [-92,4 kj/mol] 2.28. Jaké množství tepla se uvolní, jestliže zreaguje 16 g síry podle termochemické rovnice S (s) + O 2 (g) -> SO 2 (g) ΔH = -297 kj.mol -1 [-148,5 kj] 2.29. Jaké množství tepla je třeba na rozklad 5 molů amoniaku na vodík a kyslík, známe-li 2 NH 3 (g) -> 3 H 2 (g) + N 2 (g) ΔH = 92,4 kj.mol -1 [231 kj]

2.30. Uvažujte reakci H 2 + Cl 2 2 HCl. Předpokládejme, že je souhrnem těchto reakcí: H 2 2 H, Cl 2 2 Cl, 2 H + 2 Cl 2 HCl. Energie vazeb v H 2 je 7,24.10-19 J, v Cl 2 je 4,02.10-19 J, v HCl je 7,16.10-19 J. Vypočítej, jakou energii je třeba dodat na rozštěpení vazeb ve výchozích látkách a jaká energie se uvolní při vzniku HCl, jestliže: a) Stechiometrické koeficienty udávají počty reagujících atomů a molekul. b) Stechiometrické koeficienty udávají látková množství reagujících látek. [a) spotřebuje se 11,26.10-19 J, uvolní se 14,32.10-19 J, b) spotřebuje se 678,1 kj/mol, uvolní se 862,4 kj/mol] 2.31. Jaká je celková změna energie, ke které dochází při reakci H 2 + Cl 2 2 HCl. Uvažuj, že dochází k reakci a) 1 molekuly H 2 a 1 molekuly Cl 2 b) 1 molu H 2 a 1 molu Cl 2. [a) -3,06.10-19 J, b) -184,3 kj/mol] 2.32. Určete, zda reakce CH 3 -CH 3 CH 2 =CH 2 + H 2 je exergonická, či endergonická, znáte-li energie vazeb: C-H 414 kj.mol -1, C-C 335 kj.mol -1, C=C 607 kj.mol -1, H-H 431 kj.mol -1. [endergonická] 2.33. Vypočítej reakční teplo reakce CH 4 (g) + 4 F 2 (g) -> CF 4 (g) + 4 HF (g). Vazebné energie jednotlivých vazeb jsou: C-H 415,47 kj.mol -1, C-F 485 kj.mol -1, F-F 159 kj.mol -1, H-F 569 kj.mol -1. [uvolní se 1918 kj, reakce je tedy exotermní]