termochimie aplicatii rezolvate 1

7/24/2019 Termochimie Aplicatii Rezolvate 1

1/5

TERMOCHIMIE

Aplicaii numerice/enunuri i rezolvri detaliateNivel: performan/ pregtire pentru concursuri colare

1.Se considercunoscute urmtoarele clduri de reacie standard:

(1) ( ) ( ) ( )2 21 12 2g g gH O OH+ ( )

01 10,06RH kcal =

(2) ( ) ( ) ( )22 21

2g g gH O H O+

( )02 57,8RH kcal =

i energiile de legtur 104,178H H kcal mol = i 118,318O O kcal mol = = . Pentru ap,0 44vap

H kJ mol = .

a.Sse calculeze entalpia standard de reacie pentru urmtoarele transformri:

(3)( ) ( ) ( )g g g

OH H O +

(4) ( ) ( ) ( )2 2g g gH O H O + (5)

( ) ( ) ( )2 g g gH O H OH +

b. Un amestec de 0,14 g H2 i 0,8 g O2 reacioneaz la 25C, ntr-o bomb calorimetric, cu

capacitatea caloricde 5321 / J K, obinndu-se apn stare lichid. Care este temperatura final

a sistemului presupus izolat adiabatic?Subiectul al II-lea ONCh, clasa aXII-a, 2008

Rezolvare:

a. = ? = ? = ?

b.mhidrogen= 0,14 g H2/0,07moli H2moxigen = 0,8 g O2/0,025moli O2C = 5321 J/K, respectiv C = 5,321 kJ/KTfinal= ? KScriem ecuaia termochimic a reaciei de ardere a hidrogenului, la 250C i aflm numrul demoli de ap, H2O(l) formai:

0)3(Hr

0)4(Hr

0)5(Hr

HOOOHHrH

=

+=

2

1

2

10)1(

HO += 318,1182

1178,104

2

106,10 kcalH HOr 188,101

0)3( ==

)(0

)2( 2)

2

1( gOHOOHHrH += =

)(2)318,118

2

1178,104(8,57 gOH+= kcalHrgOH 137,221

04)(2

==

05

03

04 HHH rrr += kcalHr 949,119188,101137,221

05 ==

0)3(Hr

0)4(Hr

0)5(Hr


2/5

0,5moli 1molH2(g)+ 1/2O2(g) H2O(l),

0,025moli 0,05moliQ = CT;1mol de H2O lichidH kJ

0,05moli QQ = -0,05HH2O(l)H2O(g),din reacia 2,

Q = CT; 14,29 = 5,321T deci T=2,69T= Tfinal-Tiniial; Tfinal= Tiniial+ T= 25 +273,15 + 2,69 =300,84K

2. Prin arderea, la presiune constantde 1 atm i temperatura de 298 K, a unei anumite cantitide etanol lichid, cu 22,4 L de oxigen, se degaj342,76 kJ.a) Scriei ecuaia termochimica reaciei de combustie a etanolului la temperaturstandard.b) Calculai cantitatea, n moli, de etanol utilizat, tiind c, duparderea acestuia rmn 5,6 L deoxigen nereacionat, msurai n condiii standard de temperaturi de presiune.c) Calculai entalpia de combustie a etanolului.d) Calculai entalpia de reacie standard pentru transformarea:C2H5OH(l)+ O2(g)CH3COOH(l)+ H2O(l), tiind cpentru acidul acetic, entalpia de combustieeste de -208,8 kcal/mol.

Se dau:Constanta molara gazelor ideale, R = 0,082 Latm mol-1 K-1

1cal = 4,184JSubiectul al II-lea, ONCh, clasa aXII-a, 2009

Rezolvare:

V1 = 22,4 L O2 totalQ = 342,76 kJ degajai la arderea a n moli C2H5OH(l)

a.C2H5OH(l)+ 3O2(g)2CO2(l)+ 3H2O(l);

Atenie! Suntem n condiii standard: p =1atm, T = 298K, deci apa e lichid!

b.V2 = 5,6 L O2 excesn =? moli C2H5OH(l)V3 = V1V2= 22,4 5,6 =16,8 L O2 necesar arderii a n moli C2H5OH(l)Calculm nr. de moli de O2 necesar arderii a n moli C2H5OH(l):pV3 = RT, deci = pV3/RT =0,68 moli2On 2On

00)( )(22 lOHflOH HH =

kJHHHHlOH

lOHgOH fffvaporizare8352,285448352,2410000

)(2)(2)(2

===

kJkcalHgOHf

8352,2418,570)(2

==


3/5

1mol 3moliC2H5OH(l)+ 3O2(g)2CO2(l)+ 3H2O(l)n moli 0,68molin = 0,229 moli C2H5OH(l)

c. =? kJ0,229 moli C2H5OH(l)degajprin ardere 342,76 kJ1mol

= 1496,76 kJ, deci = -1496,76 kJ

d.reacia 3: C2H5OH(l)+ O2(g)CH3COOH(l)+ H2O(l),

= -208,8 4,184 = -873,62 kJ/mol= ? kJ

avem reacia 1, de ardere a C2H5OH(l):

C2H5OH(l)+ 3O2(g)2CO2(l)+ 3H2O(l), = -1496,76 kJscriem reacia 2, de ardere a acidului acetic:CH3COOH(l)+ 2O2(g)2CO2(l)+ 2H2O(l), = -873,62 kJ | -1Dac nmulim reacia 2 cu -1 i apoi adunm cele dou reacii membru cu membru, obinemreacia 3; deci:

= - = -1496,76 kJ - (-873,62 kJ)= -623,14kJ

3.Se dau entalpiile de combustie standard: ;

;

Se ard 112 m3dintr-un amestec de acetilen, eteni etan, aflai n condiii standard. Amesteculconine 20% procente de volum acetilen. Se cere:a. Scriei ecuaiile reaciilor de combustie i de formare din elemente a celor trei gaze dinamestec.b. Compoziia amestecului n fracii molare, cunoscnd cprin ardere se degaj6,736106kJ.c. Care este temperatura maxim la care putem aduce vaporii de ap, plecnd de la 1200 kggheaaflatla -20C? Randamentul de utilizare a cldurii de la punctul (b) este de 65%.

Se cunosc: ;

i cldurile molare pentru apn stare solid, lichidi de vapori:i presupuse independente de temperatur.

Subiectul al II-lea, ONCh, clasa aXII-a, 2010

)(52 lOHHCcombustieQ

)(52 lOHHCcombustie

Q

)(52 lOHHCcombustie

Q

0. )(3 lCOOHCHcombr

H

0Hr

0

. )(52 lOHHCcombrH

0. )(3 lCOOHCHcombr

H

0Hr0

. )(52 lOHHCcombrH

0. )(3 lCOOHCHcombr

H

0Hr

0. )(52 lOHHCcombr

H

molkJHgHCcomb

/13000),22(

=

molkJHgHCcomb /14110 ),42( = molkJH gHCcomb /1560

0),62(

=

molkJHOHtopire

/012,60)( 2

= molkJHOHvaporizare

/440)( 2

=

Kmol

JC sOHm

= 83,34),( 2

Kmol

JC lOHm

= 38,75),( 2 Kmol

JC gOHm

= 6,33),( 2


4/5

Rezolvare:

a.C2H2(g) + 5/2O2(g) 2CO2(g) + H2O(g) ,C2H4(g) + 3O2(g) 2CO2(g) + 2H2O(g) ,C2H6(g) + 7/2O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(g) ,

2C(grafit) + H2(g) C2H2(g)2C(grafit) + 2H2(g) C2H4(g)2C(grafit) + 3H2(g) C2H6(g)

b.Se dau: 112 m3amestec format din la p =1atm i 298K

prin arderea amestecului se degaj6,736106kJ

Se cer:

Aplicm legea gazelor ideale i aflm numrul de kmoli de acetilen:

112 22,4 = 89,6 m3amestec eteni etan; aplicm legea gazelor ideale din nou i obinem:

1mol C2H2.

..

nlocuim n rel. 2 ceea ce cunoatem i cu rel. 2 obinuti rel. 1 de mai sus, alctuim sistemul:

Rezolvm sistemul i obinem: i

molkJHgHCcomb

/13000),22(

=

molkJHgHCcomb

/14110),42(

=

molkJHgHCcomb

/15600),

62(

=

2234,22112

100

20HCm=

?22 =HCx ?42 =HCx ?62 =HCx

acetilenkmolinTRnVp HCHCHC 916,0222222 ==

)1.(666,36242

relkmolinn HCHC =+

0

),22( gHCcombH

molin HC 22 ),( 2222 gHCcombHC Hn

)2.(10736,6 60 ),(0

),(),(0

626242422222relHnHnHn gHCcombHCgHCcombHCgHCcombHC =++

=+

=

666,3

554615601411

6242

6242

HCHC

HCHC

nn

nn

kmolin HC 16,142 = kmolin HC 505,262 =

kmolinnn HCHCHC 581,4624222 =++

2,0581,4

916,0

624222

22

22

==

++

=

HCHCHC

HC

HC nnn

nx

253,0581,4

16,1

624222

42

42==

++=

HCHCHC

HC

HCnnn

nx

546,0581,4

505,2

624222

62

62==

++=

HCHCHC

HC

HCnnn

nx

tan62

42

22

ekmolin

etenkmolin

acetilenkmolin

HC

HC

HC


5/5

c. Se dau:mghea=1200 kg /nghea=1200 :18 = 66,666 kmoli = 66,666 10

3moli la -200C (temp. iniial)Q folositpentru a aduce vaporii de apcorespunztori celor 1200Kg gheala Tmax.este:

,

, ,

Se cereTmax.= ? K la care putem aduce vaporii de applecnd de la 1200Kg gheala -200C

Pentru a aduce cei 66,666 103moli gheade la -200C la Tmax.avem nevoie de 4,3784106kJ

1 mol.............................................................................H

Obinem H =65,67kJ/mol

Conform schemei logice de mai sus:

nlocuim n relaia (1) toate datele cunoscute:

65,67 = 6,012 +34,83 10-3 20 + 44 + 75,3810-3 100 + Hxi obinem:

Hx= 7,42kJ; dar

Rezolvari / Tudurache Adina, profesor la Palatul Copiilor Iasi

kJQ 66 103784,410736,6100

65==

molkJH OHtopire /012,60 )( 2 = molkJH OHvaporizare /440 )( 2 =

Kmol

JC sOHm

= 83,34),( 2 Kmol

JC lOHm

= 38,75),( 2 Kmol

JC gOHm

= 6,33),( 2

KTKCKCKC

OHmolOHmolOHmolOHmol

TTT

g

H

g

H

l

H

sxvaporizaretopire

max000

)(2)(2)(2)(2

321 15,373/10015,273/015,253/20

1111

xvaporizaretopire HHHH ++=

)1.(,2),(0

1),(0

22relHTCHTCHH xlOHmvaporizaresOHmtopire ++++=

KTTCH gOHmx 83,22033),( 2 ==

KTTT 594max15,373max3 =

termochimie aplicatii rezolvate 1

Documents