- Преподавателю
- Химия
- Типовые задания с решениями ЕГЭ по химии: задачи, при решении которых необходимо осуществить расчеты по термохимическим уравнениям реакций
Типовые задания с решениями ЕГЭ по химии: задачи, при решении которых необходимо осуществить расчеты по термохимическим уравнениям реакций
Раздел | Химия |
Класс | - |
Тип | Тесты |
Автор | Фоминых Н.А. |
Дата | 03.06.2015 |
Формат | doc |
Изображения | Нет |
Типовые задания с решениями ЕГЭ по химии: задачи, при решении которых необходимо осуществить расчеты по термохимическим уравнениям реакций.
Умение решать расчётные задачи является одним из основных показателей уровня химического развития, глубины и полноты усвоения учащимися теоретического материала, наличия у них навыков приобретённых знаний с достаточной самостоятельностью.
Проверяемый элемент содержания заданий ЕГЭ включает расчеты объемных отношений газов при химических реакциях, а так же расчеты по термохимическим уравнениям реакций. В данной статье будут рассмотрены задачи второго типа.
Термохимические уравнения включают в себя кроме химических формул тепловой эффект реакции. Числовое значение в уравнении реакции строго соответствует количествам веществ, участников реакции, т.е. коэффициентам. Благодаря этому соответствию, можно установить пропорциональные отношения между количеством вещества или массой и количеством теплоты в этой реакции.
Между количеством теплоты, выделившимся или затраченным в ходе химической реакции, и количеством веществ, участвующих в этой реакции, существует прямо пропорциональная зависимость:
n:Q = n1:Q1.
Величина постоянная для данной реакции.
Любая величина из пропорции может быть неизвестной. Задачи решаются методом пропорции.
Например: Термохимическое уравнение разложения малахита
(CuOH)2 CO3 = 2CuO + H 2O + CO 2 - 47 кДж
Мы видим, что на разложение 1 моля малахита необходимо израсходовать 47 кДж, при этом образуется 2 моля оксида меди, 1 моль воды и 1 моль углекислого газа. Если мы затратим энергии в 2 раза больше, мы сумеем разложить 2 моля малахита, при этом получим 4 моля оксида меди, 2 моля воды и 2 моля углекислого газа.
Аналогично можно установить пропорциональные отношения, используя коэффициенты и молярные массы участников реакции. 47 кДж энергии затратится на разложение 94 г малахита, при этом выделится 160 г оксида меди, 18 г воды и 44 г углекислого газа. Пропорция несложная, но, используя массовые числа, учащиеся часто допускают расчетные ошибки, поэтому рекомендуется решать задачи с пропорциями через количество вещества.
Алгоритм решения задач
Последовательность действий:
-
Данные из условия задачи написать над уравнением реакции
-
Под формулой вещества написать его количество (согласно коэффициенту); произведение молярной массы на количество вещества. Над количеством теплоты в уравнении реакции поставить х.
-
Составить пропорцию.
-
Вычислить х.
-
Записать ответ.
Пример:
Сколько теплоты выделится при растворении 200 г оксида меди (II) (СuO) в соляной кислоте (водный раствор HCl), если термохимическое уравнение реакции: CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O + 63,6 кДж
Последовательность выполнения действий
Оформление решения задачи
1.С помощью соответствующих обозначений запишем условие задачи, найдём молярную массу вещества, масса которого указана в условии задачи.
Дано:
m(СuO) = 200 г
Q - ?
М(СuO) = 80 г/моль
2. Найдём количество вещества оксида меди (II) по условию задачи.
Решение:
n = m/М n = 200г/80 г/моль = 2,5 моль
3.Составим уравнение реакции. Над формулами веществ запишем найденные количества веществ, а под формулами - молярные соотношения по уравнению реакции
2,5 моль х кДж
CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O + 63,6 кДж
1 моль 63,6 кДж
4. Составим пропорцию.
200/80=х/63,6
5. Найдём значение х
х = 159 кДж
6. Запишем ответ.
Ответ: 159 кДж
Задачи на вычисления по термохимическим уравнениям. Типовые задачи и решения.
-
Количество теплоты, которое выделится при образовании 120 г MgO в результате реакции горения магния, термохимическое уравнение которой:
2 Mg + O2 = 2MgO + 1204 кДж, равно
а) 602 кДж б) 301 кДж в) 2408 кДж г) 1803 кДж
-
В реакцию, термохимическое уравнение которой S + O2 = SO2 + 297 кДж, вступила сера массой 1 г. Количество теплоты, выделившееся при этом, равно:
а) 9,28 кДж б) 2,97 кДж в) 29,7 1 кДж г) 74,25 кДж
-
Какое количество теплоты выделится при сгорании графита массой 2,4 г, если термохимическое уравнение реакции C + O2 = CO2 + 402 кДж?
а) 984 кДж б) 40,2 кДж в) 98,4 кДж г) 80,4 кДж
-
Термохимическое уравнение горения фосфора: 4P + 5O2 = 2P2O5 + 3010 кДж. Какое количество теплоты выделится при сгорании 62 г фосфора?
а) 6020 кДж б) 752,5 кДж в) 301кДж г) 1505 кДж
-
Какое количество теплоты выделится при сгорании метана объемом 5,6 л (н.у.), если термохимическое уравнение реакции СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О + 892 кДж?
а) 22,3 кДж б) 2,23 кДж в) 223 кДж г) 446 кДж
-
Сколько теплоты выделится при растворении 200 г оксида меди (II) (СuO) в соляной кислоте, если термохимическое уравнение реакции: CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O + 63,6 кДж
а) 159 кДж б) 318 кДж в) 15,9кДж г) 636 кДж
-
В результате реакции, термохимическое уравнение которой
2 C2H2+ 5O2 = 4CO2 +2H2O + 2610 кДж
выделилось 652,5 кДж теплоты. Масса сгоревшего ацетилена составила:
а) 13 г б) 26 г в) 52г г) 5,2г
-
В результате горения 48 г метана выделилось 2406 кДж теплоты. Количество теплоты, указанное в термохимическом уравнении этой реакции составит:
а) 401 кДж б) 802 кДж в) 1203кДж г) 4812 кДж
-
На разложение бертолетовой соли по реакции, термохимическое уравнение которой
2KClO3 = 2KCl + 3O2 - 91 кДж,
было затрачено 182 кДж теплоты. Объем кислорода (при н.у.) выделившийся при этом, составил:
а) 134,4л б) 44,8л в) 89,6л г) 179,2л
-
В результате реакции, термохимическое уравнение которой H2+ Cl2 = 2HCl + 184,36 кДж, выделилось 921,8 кДж теплоты. Объем хлора, затраченный на образование хлороводорода (при н.у.) при этом составил:
а) 134,4л б) 112л в) 44,8л г) 96л
-
Согласно термохимическому уравнению реакции 2СО(г) + О2(г) = 2СО2(г) + 566 кДж при сжигании оксида углерода (II) выделилось 424,5 кДж теплоты. Объем (н.у.) сгоревшего газа составил
а) 66,2 л б) 33,6 л в) 44,8 л г) 12 л
-
Согласно термохимическому уравнению реакции 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O + 385 кДж, при получении 15,68 л NO (н.у.), количество выделившейся теплоты составило:
а) 358 кДж б) 716 кДж в) 134,75 кДж г) 22,4 кДж
-
По термохимическому уравнению реакции 2Сu + О2 = 2СuО + 311 кДж вычислите. Количество теплоты, которая выделится при окислении 384 г меди, составит:
а) 622 кДж б) 716 кДж в) 466,5 кДж г) 933 кДж
-
В результате реакции, термохимическое уравнение которой
2Cl2O7 = 2Cl2 + 7O2 + 574 кДж, выделилось 5,74 кДж теплоты. Объем образовавшегося при этом кислорода (н.у.) составил:
а) 100 л б) 0,224 л в) 1,568 л г) 4,48 л
-
В реакцию, термохимическое уравнение которой MgO(тв) + CO(г) = MgCO3(тв) + 102 кДж, вступило 8 г оксида магния. Количество теплоты, выделившейся при этом, равно:
а) 102 кДж б) 204 кДж в) 20,4 кДж г) 1,02 кДж
Ответы (ключ)
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
ответ
г
а
в
г
в
а
а
б
а
б
б
в
г
в
в
Подробное решение задач.
-
Количество теплоты, которое выделится при образовании 120 г MgO в результате реакции горения магния, термохимическое уравнение которой:
2 Mg + O2 = 2MgO + 1204 кДж, равно
а) 602 кДж б) 301 кДж в) 2408 кДж г) 1803 кДж
Дано:
m (Mg0) = 120г
_____________
Q-?
Решение:
1) Определяем количества оксида магния, используя формулу для нахождения количества вещества через массу.
n = m / M
n(MgO) = 120г/ 40 г/моль = 3 моль
2) Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции:
По уравнению при образовании 2 моль MgO - выделится 1204 кДж
По условию при образовании 3 моль MgO - выделится Х кДж
Отсюда:
3 моль* 1204кДж
Х
=
-----------------------
= 1803 кДж
2моль
Ответ: при образовании 120г оксида магния выделится 1803 кДж энергии.
-
В реакцию, термохимическое уравнение которой S + O2 = SO2 + 297 кДж, вступила сера массой 1 г. Количество теплоты, выделившееся при этом, равно:
а) 9,28 кДж б) 2,97 кДж в) 29,7 1 кДж г) 74,25 кДж
Дано:
m(S) = 1 г.,
________________
Q = ?
Решение.
n (S) = m/M n (S)= 1г/32(г/моль) = 0,031моль;
Составляем пропорцию по термохимическому уравнению реакции:
S + O2 = SO2 + 297 кДж
При сгорании 1 моля S выделится 297 кДж теплоты
При сгорании 0,031 моля S выделится Х кДж теплоты
Х= (297 кДж* 0,031моль)/1моль = 9,28 кДж
Ответ: 9,28 кДж
-
Какое количество теплоты выделится при сгорании графита массой 2,4 г, если термохимическое уравнение реакции C + O2 = CO2 + 402 кДж?
а) 984 кДж б) 40,2 кДж в) 98,4 кДж г) 80,4 кДж
Дано:
m(С) = 2,4 г.,
________________
Q = ?
Решение.
n (С) = m/M n (С)= 2,4г/12(г/моль) = 0,2 моль;
Составляем пропорцию по термохимическому уравнению реакции:
C + O2 = CO2 + 402 кДж.
При сгорании 1 моля С выделится 402 кДж теплоты
При сгорании 0,2 моля С выделится Х кДж теплоты
Х= (492 кДж* 0,2моль)/1моль = 98,4 кДж
Ответ: 98,4 кДж
-
Термохимическое уравнение горения фосфора: 4P + 5O2 = 2P2O5 + 3010 кДж. Какое количество теплоты выделится при сгорании 62 г фосфора?
а) 6020 кДж б) 752,5 кДж в) 301кДж г) 1505 кДж
Дано:
m(Р) = 62 г.,
________________
Q = ?
Решение.
n (Р) = m/M n (Р)= 62г/31(г/моль) = 2 моль;
Составляем пропорцию по термохимическому уравнению реакции:
4P + 5O2 = 2P2O5 + 3010 кДж
При сгорании 4 моль Р выделится 3010 кДж теплоты
При сгорании 2 моль Р выделится Х кДж теплоты
Х= (3010 кДж* 2моль)/4моль = 1505 кДж
Ответ: 1505 кДж
-
Какое количество теплоты выделится при сгорании метана объемом 5,6 л (н.у.), если термохимическое уравнение реакции СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О + 892 кДж?
а) 22,3 кДж б) 2,23 кДж в) 223 кДж г) 446 кДж
Дано:
V (СН4) = 5,6 л
_____________
Q = ?
Решение.
5,6 л Х кДж
СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О + 892 кДж
1 моль 892 кДж
22,4 л 892 кДж
5,6 л/22,4 л = Х кДж/892 кДж
Х= 5,6 л * 892 кДж/22,4 л = 223 кДж
Ответ: при сгорании метана объемом 5,6 л выделится 223 кДж теплоты
-
Сколько теплоты выделится при растворении 200 г оксида меди (II) (СuO) в соляной кислоте, если термохимическое уравнение реакции: CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O + 63,6 кДж
а) 159 кДж б) 318 кДж в) 15,9кДж г) 636 кДж
Дано:
m(СuO) = 200 г.,
________________
Q = ?
Решение.
n (СuO) = m/M n (СuO)= 200г/80(г/моль) = 2,5 моль;
Составляем пропорцию по термохимическому уравнению реакции:
CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O + 63,6 кДж
При растворении 1 моль СuO выделится 63,6 кДж теплоты
При растворении 2,5 моль СuO выделится Х кДж теплоты
Х= (63,5 кДж* 2,5моль)/1моль = 159кДж
Ответ: 159 кДж
-
В результате реакции, термохимическое уравнение которой
2 C2H2+ 5O2 = 4CO2 +2H2O + 2610 кДж
выделилось 652,5 кДж теплоты. Масса сгоревшего ацетилена составила:
а) 13 г б) 26 г в) 52г г) 5,2г
Дано:
Q1 = 652,5 кДж
_____________
m(C2H2)-?
Решение:
1) Установим пропорциональные отношения между количеством вещества ацетилена и количеством теплоты.
По уравнению 2 моль C2H2_---------- 2610 кДж
По условию х моль ---------- 652,5 кДж
Решаем пропорцию
2 моль* 652,5кДж
х
=
-----------------------
= 0,5 моль
2610 кДж
2) Определяем массу ацетилена по формуле m= n * M
m = 0,5 моль * 26 г/моль = 13 г.
Ответ: масса сгоревшего ацетилена 13 г.
-
В результате горения 48 г метана выделилось 2406 кДж теплоты. Количество теплоты, указанное в термохимическом уравнении этой реакции составит:
а) 401 кДж б) 802 кДж в) 1203кДж г) 4812 кДж
Дано:
m(CH4)= 48г
Q1 = 2406 кДж
_____________
Q -?
Решение:
1. Запишем уравнение реакции горения метана в общем виде
CH4 + 2O2 = CO2 +2H2O + Q
2. Определим количество 48 г метана
n = m / M
n(CH4) = 48г/ 16 г/моль = 3 моль
3. Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции
По условию 3моля CH4 - 2406 кДж
По уравнению 1 моль CH4 - Q
Решаем пропорцию
1 моль* 2406 кДж
Q
=
-----------------------
= 802 кДж
3 моля
Термохимическое уравнение реакции горения метана
CH4+ 2O2 = CO2 +2H2O + 802 кДж
Ответ: 802 кДж.
-
На разложение бертолетовой соли по реакции, термохимическое уравнение которой
2KClO3 = 2KCl + 3O2 - 91 кДж,
было затрачено 182 кДж теплоты. Объем кислорода (при н.у.) выделившийся при этом, составил:
а) 134,4л б) 44,8л в) 89,6л г) 179,2л
Дано:
Q1 = 91 кДж
___________
V (O2)-?
Решение:
1)Установим пропорциональные отношения между количеством вещества кислорода и количеством теплоты.
По уравнению 3 моль O2 ---------- 91 кДж
По условию х моль ---------- 182 кДж
Решаем пропорцию
3 моль* 182 кДж
х
=
-----------------------
= 6 моль
91 кДж
2) Вычислим объем кислорода, согласно закону Авогадро
(Vm = 22,4 л/моль) V = n * Vm
V(O2) = 6 моль * 22,4 л/моль = 134,4 л
Ответ: объем выделившегося кислорода равен 134,4 л.
10. В результате реакции, термохимическое уравнение которой H2+ Cl2 = 2HCl + 184,36 кДж, выделилось 921,8 кДж теплоты. Объем хлора, затраченный на образование хлороводорода (при н.у.) при этом составил:
) 134,4л б) 112л в) 44,8л г) 96л
Дано:
Q1 = 921,8 кДж
___________
V (Cl2)-?
Решение:
1)Установим пропорциональные отношения между количеством вещества кислорода и количеством теплоты.
По уравнению 1 моль Cl2 ---------- 184,36 кДж
По условию х моль Cl2 ---------- 921,8 кДж
Решаем пропорцию
1 моль* 921,8 кДж
х
=
-----------------------
= 5 моль
184,36 кДж
2) Вычислим объем кислорода, согласно закону Авогадро
(Vm = 22,4 л/моль) V = n * Vm
V(O2) = 5моль * 22,4 л/моль = 112 л
Ответ: объем вступившего в реакцию хлора равен 112 л.
11. Согласно термохимическому уравнению реакции 2СО(г) + О2(г) = 2СО2(г) + 566 кДж при сжигании оксида углерода (II) выделилось 424,5 кДж теплоты. Объем (н.у.) сгоревшего газа составил
1) 66,2 л 2) 33,6 л 3) 44,8 л 4) 12 л
Дано:
Q1 = 152 кДж
___________
V (СО)-?
Решение:
1)Установим пропорциональные отношения между количеством вещества кислорода и количеством теплоты.
По уравнению 2 моль СО ---------- 566 кДж
По условию х моль CО ---------- 424,5 кДж
Решаем пропорцию
2 моль* 424,5 кДж
х
=
-----------------------
= 1,5 моль
566 кДж
2) Вычислим объем угарного газа, согласно закону Авогадро
(Vm = 22,4 л/моль) V = n * Vm
V(O2) = 1,5моль * 22,4 л/моль = 33,6 л
Ответ: объем вступившего в реакцию хлора равен 33,6 л.
-
Согласно термохимическому уравнению реакции 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O + 385 кДж, при получении 15,68 л NO (н.у.), количество выделившейся теплоты составило:
а) 358 кДж б) 716 кДж в) 134,75 кДж г) 22,4 кДж
Дано:
V(NO) = 15,68 л
_____________
Q -?
Решение:
1. Определим количество вещества NO:
n = V / Vm
n(NO) = 15,68/ 22,4л/моль = 0,7 моль
2. Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O + 385 кДж
По уравнению 2 моль NO - 385 кДж
По условию 0,7 моль NO - Q
Решаем пропорцию
0,7моль* 385кДж
Q
=
-----------------------
= 134,75 кДж
2 моль
Ответ: 134,75 кДж.
-
По термохимическому уравнению реакции 2Сu + О2 = 2СuО + 311 кДж вычислите. Количество теплоты, которая выделится при окислении 384 г меди, составит:
а) 622 кДж б) 716 кДж в) 466,5 кДж г) 933 кДж
Дано:
m(Cu) = 384г
_____________
Q -?
Решение:
1. Определим количество вещества меди:
n = m / M
n(Cu) = 384/ 64 г/моль = 6 моль
2. Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции 2Сu + О2 = 2СuО + 311 кДж
По уравнению 2 моль Сu - 311 кДж
По условию 6 моль Сu - Q
Решаем пропорцию
6 моль* 311кДж
Q
=
-----------------------
= 933 кДж
2 моль
Ответ: 933 кДж.
-
В результате реакции, термохимическое уравнение которой
2Cl2O7 = 2Cl2 + 7O2 + 574 кДж, выделилось 5,74 кДж теплоты. Объем образовавшегося при этом кислорода (н.у.) составил:
а) 100 л б) 0,224 л в) 1,568 л г) 4,48 л
Дано:
Q1 = 5,74 кДж
___________
V (О2)-?
Решение:
1)Установим пропорциональные отношения между количеством вещества кислорода и количеством теплоты.
По уравнению 7 моль О2 ---------- 574 кДж
По условию х моль О2 ---------- 5,74 кДж
Решаем пропорцию
7 моль* 5,74 кДж
х
=
-----------------------
= 0,07 моль
574 кДж
2) Вычислим объем угарного газа, согласно закону Авогадро
(Vm = 22,4 л/моль) V = n * Vm
V(O2) = 0,07моль * 22,4 л/моль = 1,568 л
Ответ: объем образовавшегося кислорода равен 1,568 л.
-
В реакцию, термохимическое уравнение которой MgO(тв) + CO(г) = MgCO3(тв) + 102 кДж, вступило 8 г оксида магния. Количество теплоты, выделившейся при этом, равно:
а) 102 кДж б) 204 кДж в) 20,4 кДж г) 1,02 кДж
Дано:
m(MgO) = 8г
_____________
Q-?
Решение:
1. Определим количество вещества меди:
n = m / M
n(MgO) = 8г/ 40 г/моль = 0,2 моль
2. Составляем пропорцию с учетом коэффициентов в уравнении реакции
MgO(тв) + CO(г) = MgCO3(тв) + 102 кДж,
По уравнению 1 моль MgO - 102 кДж
По условию 0,2 моль MgO - Q
Решаем пропорцию
0,2 моль* 102кДж
Q
=
-----------------------
= 20,4 кДж
1 моль
Ответ: 20,4 кДж.