4/к-1 (Травень 2005 р., Завдання 5 Б)

термохімія

Газова суміш, що містить 40,0 об.% Метану та 60,0 об.% Пропану, повністю згоріла.
ΔkH (метан (г)) = -74,9 кДж/моль; ΔkH (пропан (g)) = -104,0 кДж/моль;
ΔkH (CO2 (g)) = -394,0 кДж/моль; ΔkH (H2O (f)) = -286,0 кДж/моль

а) Напишіть рівняння реакції для ідеального згоряння двох вуглеводнів і обчисліть теплоту реакції. (Водяна пара конденсується під час горіння.)
б) Скільки кДж теплоти виділяється за 25,0 При згорянні 1,00 дм 3 стандартної газової суміші при ° С?
в) Якою була маса вихідної газової суміші 1,00 дм 3?

4/к-2 (Лютий 2006 р., Завдання 5)

Багато в енергетичному секторі говорять про нафтову кризу. Тим часом тривають експерименти, оскільки можна замінити похідні нафти. Одним із варіантів є двигун, що працює на спирті. Порівняйте вироблення енергії бензиновими та алкогольними двигунами!

Для розрахунків використовуйте такі дані:
ΔkH (октан) = –372 кДж/моль ρ (октан) = 0,720 г/см 3
ΔkH (етанол) = –278 кДж/моль ρ (етанол) = 0,790 г/см 3
ΔkH (CO2) = –394 кДж/моль (1,00 л = 1,00 дм 3)
ΔkH (водяна пара) = –242 кДж/моль

а) Напишіть рівняння реакції для ідеального згоряння етанолу та обчисліть теплоту реакції!
б) Припустимо, бензин складається з чистого октану. Напишіть рівняння ідеального горіння октану і обчисліть теплоту реакції!
в) Обчисліть об’єм спаленого етанолу при спалюванні 1,00 літра бензину?

4/к-3 (Жовтень 2006 р., Завдання 8)

Лимонна кислота (C6H8O7) - це компонент джемів, желе та соків, який виробляється промисловим способом ферментацією цукрового розчину (сахарози) (бродіння грибами) з використанням кисню з повітря згідно з таким рівнянням реакції:

Тепло утворення розчинених речовин: ΔkH (H2O (f)) = –286 кДж/моль, ΔkH (сахароза) = –2226 кДж/моль, ΔkH (лимонна кислота) = –1544 кДж/моль

Ar (H) = 1,00; Ar (C) = 12,0; Ar (O) = 16,0

а) Обчисліть теплоту реакції процесу!
(b) Якщо загальний вміст цукру в 20,0 кг 65,0% по масі розчину цукру за допомогою цього методу перетворюється на лимонну кислоту, який відсоток за вагою отриманого розчину в принципі буде лимонною кислотою?
c) Обчисліть, скільки теплоти виділяється під час розглянутого процесу b)?

4/к-4 (Травень 2007, Завдання 5 B)

В організмі людини виробництво енергії має дві можливості: біологічне окислення та молочнокисле бродіння. В обох процесах перетворення глюкози відбувається в кілька етапів, що каталізуються ферментами. Ця органічна речовина поглинається клітинами з крові, де середня кількість становить 1,00 г/дм 3. Середній загальний об’єм крові дорослої людини становить 5,50 літра. Глюкоза зберігається організмом у вигляді глікогену в печінці та м’язах між прийомами їжі. Біологічне окислення є набагато ефективнішим процесом виробництва енергії. Це може статися, коли в організмі достатньо кисню. У цьому випадку цукор згоряє до вуглекислого газу та води.

Здоровому чоловікові старше 14 років потрібно 12000 кДж корисної енергії на день, а жінці - 10000 кДж корисної енергії на день.

а) Наведіть формулу глюкози. Напишіть рівняння реакції біологічного окислення. Обчисліть реакційну теплоту процесу!
б) Укажіть середній рівень цукру в крові в ммоль/л!
в) Скільки г декстрози повинно спалити тіло чоловіка, який виконує помірну роботу за день, припускаючи, що він лише цим покриває свої енергетичні потреби? (Припустимо, що виділена енергія використовується тілом на 100%.)

4/к-5 (Жовтень 2008 р., Завдання 8)

N2O (газ) - це безбарвний, запашний газ, який також використовується як знеболюючий засіб і як присадковий газ для пінопластових сифонних картриджів. Його можна використовувати для спінювання морозива та вершків завдяки своїй властивості розчинятись у рослинних жирах під тиском та несмачним та нетоксичним у невеликих кількостях. Утворює вибухову суміш з аміаком для утворення елементарного азоту та водяної пари. Його можна легко приготувати, обережно нагріваючи (250 ºC) діючу речовину сольової солі (аміачну селітру), а побічним продуктом є вода.

а) Вага наповнення пінопластового сифонного патрона становить 5,50 грам. Обчисліть, скільки це означає молекул!
б) Напишіть рівняння виробництва димових газів! Обчисліть масу аміачної селітри, яку можна отримати, щоб заповнити 10 картриджів, щоб заповнити 10 картриджів.!
в) Напишіть і упорядкуйте рівняння реакції вибуху димових газів з аміаком і обчисліть теплоту реакції!

4/к-6 (7 травня, завдання 7)

У 1936 р. Отто Ган і Фріц Страссман зауважили, що, бомбардуючи 235 U повільними нейтронами, ядро ​​урану мало два, періодичні або близько того. він розпався в середньому ядрі і декількох нейтронах. Він назвав явище діленням ядер. Реакція, яка має місце:

92 235 U + 0 1 n → 92 236 U → 36 90 Kr + 56 143 Ba + 3 0 1 n ΔrH = –1,90⋅1010 кДж/моль

Під час поділу виділяється значна кількість енергії. Під час поділу ядер утворюється більше нейтронів, ніж споживається на початку процесу. Вироблений надлишок може бути використаний для подальшого розщеплення насіння. При відповідній масі 235 U ланцюгова реакція стає самодостатньою.

В ядерних реакторах тепло, що виділяється з ділиться матеріалу, перетворюється в електричний струм. З обережністю виділяється лише необхідна кількість енергії в реакторі, тому ланцюгова реакція регулюється.

Ar (H) = 1000, Ar (C) = 12,00, Ar (235 U) = 235
ΔkH (CO2 (g)) = –394 кДж/моль,
ΔkH (H2O (f)) = –286 кДж/моль,
ΔkH (октан (г)) = –209 кДж/моль

ρ (октан) = 0,703 г/см 3

а) Що таке ізотоп? З наведеного тексту напишіть приклад ізотопів та вкажіть їхні числа протонів та нейтронів!
(b) 1,00 г енергії, що виділяється при поділі 235 U-ізотопу?
в) Скільки енергії виділяється при спалюванні 1,00 літра (1,00 л = 1,00 дм 3) бензину (При 25 ° C, стандартний тиск), якщо передбачається, що він складається лише з октану?
(d) Скільки літрів бензину (лише октан) спалює стільки енергії, скільки 1,00 г для ділення ядра 235 U?

4/к-7 (Завдання 8, жовтень 2009 р.)

Етанол та метанол є чудовими розчинниками, вихідними речовинами для широкого спектру органічних сполук, а також використовуються як паливо та паливні добавки.
Припустимо, ми розробляємо транспортні засоби, що працюють на 100% метанолі або етанолі, і ми повинні довести, що теоретично використання етанолу або метанолу є більш економічним! Ми також не враховуємо втрати енергії, які виникають у наших розрахунках!

Ми також розглядаємо, які матеріали є більш обтяжливими для навколишнього середовища з точки зору викидів CO2!

Для своєї роботи ми використовуємо такі дані:
Щільність 100% метанолу: 0,791 г/см 3, щільність 100% етанолу: 0,789 г/см 3 .

Матеріал Тепло утворення (кДж/моль)
CH3OH (f) - 238,8
C2H5OH (f) - 277,8
CO2 (г) - 394,0
H2O (г) - 242,0

а) Обчисліть об'єм вуглекислого газу, що утворюється при згорянні 100,0-100,0 см 3 метанолу або етанолу при стандартному тиску і 25,0 ° С!
б) Обчислити теплоту реакції для досконалих процесів горіння!
в) Обчисліть кількість енергії, що виділяється при повному згорянні 100,0-100,0 см3 метанолу або етанолу!
г) Виходячи з ваших розрахунків, яке паливо дає більше енергії при тому ж (одиниці) обсягу викиданого СО2?

4/к-8 (Завдання 8, травень 2010 р.)

Під час фотосинтезу під дією світлової енергії з вуглекислого газу та води утворюється органічна речовина, тоді як утворюється кисень. Спрощене брутто (для врегулювання) рівняння процесу може бути наведено наступним чином:

Ar (H) = 1000, Ar (C) = 12,00, Ar (O) = 16,00

Відомі наступні дані:

CO2 (г) H2O (f) C2H5OH (f) C6H12O6 (sz)
Тепло утворення (кДж/моль) –394,0 –286,0 –278,0 –1275

а) Визначити теплоту реакції фотосинтезу!
б) В принципі, скільки енергії потрібно для виробництва 1000 кг глюкози під час фотосинтезу?
(c) Коли утворюється вино, глюкоза, що утворюється, зокрема, при фотосинтезі, перетворюється в спирт шляхом спиртового бродіння. Напишіть упорядковане рівняння реакції для спиртового бродіння!
г) Обчисліть реакційну теплоту бродіння. Який відсоток енергії, включеної в фотосинтез, виділяється під час спиртового бродіння?

4/к-9 (8 жовтня, завдання 8)

Насичений вуглеводень містить 83,3% по масі вуглецю та 16,7% по масі водню.

Повністю спалюється 14,4 г вуглеводню. Ar (H) = 1,00, Ar (C) = 12,0

Назва сполуки ΔkH (кДж/моль) Назва сполуки ΔkH (кДж/моль)
Метан (г) - 74,4 Циклопентан (г) - 76,3
Етан (г) - 83,3 Гексан (f) –167
Ефін (г) 52,5 Гептан (f) –188
Пропан (г) –105 Октан (f) –209
Пропен (г) 20,0 Нонан (f) –228
Пропін (г) 185 Бензол (f) 82,6
Бутан (г) –126 Toloul (f) 111
Бутин (f) 141 Вуглекислий газ (г) –394
Пентан (г) –147 Вода (f) –286

а) Яка молекулярна формула вуглеводню?
б) Напишіть рівняння ідеального горіння!
в) Обчисліть теплоту реакції згоряння вуглеводню, використовуючи дані таблиці!
г) Скільки теплоти виділяється при згорянні 14,4 г вуглеводнів?

4/к-10 (Травень 2012 р., Завдання 6 Б)

У посудині змішали 12,0 моль газу окису вуглецю та 4,00 моль газу кисню, і іскра реагувала з двома газами. Ar (C) = 12,0, Ar (O) = 16,0, ΔkH (CO (g)) = –113,4 кДж/моль, ΔkH (CO2 (g)) = –394,4 кДж/моль

(а) Обчисліть масовий відсоток вихідної газової суміші!
б) Обчисліть% -ний склад отриманої газової суміші!
в) Обчисліть величину зміни енергії, яка супроводжувала вищезазначений процес!

4/к-11 (Завдання 8, жовтень 2012 р.)

Вміст енергії в продуктах характеризується «калоріями», що насправді є тепловою енергією, яка виділяється в організмі під час їх горіння. Раніше одиницею теплоти, що виділяється, була кілокалорія (ккал), але з моменту запровадження системи одиниць СІ офіційною міжнародною одиницею є джоулі (J) та кілоджоулі (kJ) відповідно; 1 ккал відповідає 4,18 кДж. Поживними речовинами, що забезпечують енергію в продуктах, є вуглеводи, жири та білки.

25-річний прибл. Для молодої людини вагою 60 кг, якщо ви виконуєте середньодобові вправи, приблизно Вам потрібно 2200 ккал енергії.

Безалкогольний напій має вміст бурякового цукру 11,2 г/100 см 3 і не містить інших енергетичних поживних речовин.

Ar (H) = 1,00, Ar (C) = 12,0, Ar (O) = 16,0

а) Скільки калорій ми “споживаємо”, якщо випиваємо півлітра (0,500 л) (1 літр = 1 дм 3) згаданого безалкогольного напою? (Передбачається, що цукор знаходиться у формі бурякового цукру (сахарози) у безалкогольному напої.) Напишіть рівняння реакції горіння сахарози, а також обчисліть теплоту реакції!
б) Півлітра безалкогольного напою - це скільки відсотків середньодобового споживання енергії?

4/к-12 (7 травня 2014 р., Завдання 7)

Акролеїн, органічна, токсична рідина, що утворюється при термічному розкладанні жирів та олій, у великих кількостях використовується промисловістю як сировина для виробництва оргскла. Його навіть використовують як гербіцид у зрошувальних каналах, але ця речовина також може забруднити коньяк, якщо його готувати з забрудненої грунтом каші.

(а) Обчисліть емпіричну формулу акролеїну, якщо його масовий відсоток такий: C: 64,29% H: 7,14% O: 28,57%
б) Визначте молекулярну формулу акролеїну, якщо ми знаємо, що його молекула містить один атом кисню. Також намалюйте можливу конституційну формулу, якщо ви знаєте, що вона містить формульну групу!
в) Використовуючи наведені дані, обчисліть, скільки теплоти виділяється при повному згорянні 10,0 см 3 акролеїну!

ρ (акролеїн) = 0,840 г/см 3 ΔkH (акролеїн) = –74,0 кДж/моль

4/к-13 (Жовтень 2015 р., Завдання 8)

Алюміній часто використовується у промисловому виробництві інших металів (наприклад, V, Cr, W, Mn), переважно під час теплових реакцій. Відновлюваний оксид металу змішується з порошком алюмінію, і реакція ініціюється якоюсь запальною сумішшю. Це сильно екзотермічний процес, при якому крім металу утворюється також глинозем. Виробництво марганцю починається з реакції оксиду марганцю (IV) (MnO2) та порошку алюмінію.

а) Напишіть упорядковане рівняння реакції!

Залізо також може вироблятися в результаті теплової реакції. Цей процес не використовується для промислового виробництва заліза, але в лабораторії він найчастіше використовується для демонстрації реакцій термітів. Процес протікає згідно з таким рівнянням реакції:

б) Обчислити теплоту реакції процесу на основі поданих даних!

До 30,0 г заліза (III) оксиду змішали 8,10 г порошку алюмінію і реакцію розпочали.

в) Обчисліть масу неперетвореного заліза (III) оксиду!
г) Обчисліть кількість теплоти, що виділяється під час реакції!

4/к-14 (8 травня 2016 року, завдання 8)

Нітрогліцерин є дуже ефективною вибуховою речовиною.

Формула:
Його вибух також відбувається в результаті удару або сильнішого звукового ефекту. Для вибуху кисень не потрібен, оскільки відбувається процес розкладання: утворюється газ вуглекислий газ, водяна пара, азот та газ кисню. Вибух можна пояснити не тільки екзотермією реакції, але й утворенням в процесі дуже великої кількості молекули газу, що сильно сприяє вибуховому ефекту при збільшенні тиску.

а) Напишіть упорядковане рівняння реакції, яка відбувається під час вибуху нітрогліцерину!
б) Порівняйте енергетичні умови вибуху нітрогліцерину та ідеального горіння легкозаймистої речовини, діетилового ефіру!
Напишіть рівняння термохімічної реакції горіння діетилового ефіру!
Для обох реакцій обчисліть теплоту реакції та визначте кількість теплоти, що виділяється під час вибуху 1,00 г нітрогліцерину та повного згоряння 1,00 г ефіру.!

(Тепло утворення нітрогліцерину –370 кДж/моль, діетилового ефіру –272 кДж/моль, водяної пари –242 кДж/моль, вуглекислого газу –394 кДж/моль)

в) Розрахувати частку кількості продуктів і вихідних матеріалів для вибуху нітрогліцерину та повного згоряння діетилового ефіру!
Визначте (порівняно з ефіром), що величина теплоти реакції або збільшення кількості молекул є більш відповідальними за вибуховий ефект нітрогліцерину!

4/к-15 (5 травня 2017 р., Завдання 5)

Газова суміш, що містить 45,0 об.% Пропану та 55,0 об.% Бутану, повністю згоріла. В кінці процесу водяна пара утворюється конденсується.

ΔkH (пропан (g)) = –104 кДж/моль; ΔkH (бутан (г)) = –144 кДж/моль
ΔkH (CO2 (g)) = –394 кДж/моль; ΔkH (H2O (f)) = –286 кДж/моль

а) Напишіть упорядковане рівняння реакцій горіння!
б) Обчисліть теплоту реакції для заданих рівнянь реакції!
в) Розрахувати кількість теплоти, що виділяється при згорянні 2,00 м 3 стандартної газової суміші під тиском при 25 ° С!

4/к-16 (Травень 2019, Завдання 5 B)

Під час прожарювання їжу заливають спиртовою рідиною, а потім підпалюють. Ця процедура може зробити подачу певної їжі дуже ефектною. Суміш етилового спирту та води можна запалювати залежно від складу. Тепло, яке утворюється при спалюванні спирту, повинно забезпечувати кількість тепла, необхідного для випаровування води. Якщо ця умова дотримана, суміш може запалюватися.

Для розрахунків доступні наступні дані (без молярних мас):

ρ (етанол) = 0,789 г/см 3 ρ (вода) = 1,00 г/см 3
ΔkH (CH3CH2OH (f)) = - 278 кДж/моль ΔkH (H2O (g)) = - 242 кДж/моль
ΔkH (CO2 (g)) = - 394 кДж/моль Тепло випаровування води + 44 кДж/моль

а) Введіть тепло утворення рідкої води!
б) Напишіть рівняння реакції для ідеального горіння етилового спирту та визначте теплоту реакції для рівняння, якщо ми знаємо, що при згорянні утворюється водяна пара!
в) Припустимо, що лише 15,0% тепла від згоряння спирту використовується для випаровування води в суміші. Який максимальний об’єм води можна змішати зі 100 см 3 спирту, щоб суміш запалилася? Також дайте відсотковий відсоток ваги отриманої таким чином суміші!