1. Определить энтальпию реакции CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2, если стандартные энтальпии образования указанных веществ соответственно равны -3,58; -16,32; -5,34 и +12,95 кДж/моль. В ответе укажите знак, число и размерность.
2. Найти стандартную энтальпию образования аммиака на основании следующих данных: 2H2 + O2 = 2H2O + 32.65 кДж; 4NH3 + 3O2 = 6H2O + 2N2 + +87.39 кДж. В ответе приведите знак, число и размерность.
3. Найти стандартную энтальпию образования хлорида серебра на основании следующих термохимических уравнений: Ag2O + 2HCl = 2AgCl + H2O + 18.54 кДж; 2Ag + 0.5O2 = Ag2O + 1.75 кДж; 0.5H2 + 0.5Cl2 = HCl + 5.27 кДж; H2 + 0.5O2 = H2O + 16.32 кДж. В ответе укажите знак, число и размерность.
4. При сгорании в кислороде 20 г сульфида углерода (IV) выделяется 8 кДж тепла. Запишите термохимическое уравнение горения.
5. Используя данные третьей задачи, определите, сколько литров водорода (при н.у.) нужно сжечь, для получения 1 МДж (мегаджоуля) тепла.

1. Для решения этой задачи мы используем закон Гесса, который гласит, что изменение энтальпии реакции равно разности энтальпий образования продуктов и исходных веществ.

ΔH = Σ(Ht - Hr)

Где ΔH - энтальпия реакции, Ht - сумма стандартных энтальпий образования продуктов, Hr - сумма стандартных энтальпий образования исходных веществ.

В данной реакции у нас есть CaC2, H2O, Ca(OH)2 и C2H2.
Стандартные энтальпии образования этих веществ, соответственно, равны -3,58; -16,32; -5,34 и +12,95 кДж/моль.

Теперь выполним расчет:

ΔH = (ΣHt) - (ΣHr)
ΔH = [(-5,34) + (12,95)] - [(-3,58) + 2(-16,32)]
ΔH = (7,61) - (-36,22)
ΔH = 7,61 + 36,22
ΔH = 43,83 кДж/моль

Таким образом, энтальпия реакции CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2 равна 43,83 кДж/моль.

2. В этой задаче также используется закон Гесса. Нам даны два термохимических уравнения:

2H2 + O2 = 2H2O + 32.65 кДж
4NH3 + 3O2 = 6H2O + 2N2 + 87.39 кДж

Мы хотим найти стандартную энтальпию образования аммиака (NH3). Для этого мы можем использовать оба уравнения и выразить энтальпию образования NH3 через энтальпии образования других веществ.

Термохимическое уравнение реакции №1 умножим на 2 и уравнение №2 умножим на 4, чтобы сбалансировать количество веществ:

4H2 + 2O2 = 4H2O + 65.3 кДж
16NH3 + 12O2 = 24H2O + 8N2 + 349.56 кДж

Затем мы уравняем количество веществ в обоих уравнениях, чтобы аммиак был в одинаковом количестве. Для этого мы умножим первое уравнение на 4:

16H2 + 8O2 = 16H2O + 130.6 кДж
16NH3 + 12O2 = 24H2O + 8N2 + 349.56 кДж

Теперь мы можем сложить эти два уравнения и сократить одинаковые вещества:

16H2 + 16NH3 + 8O2 = 40H2O + 8N2 + 130.6 кДж + 349.56 кДж

Окончательное уравнение:

16NH3 = 40H2O + 8N2 + 480.16 кДж

Таким образом, стандартная энтальпия образования аммиака на основании данных данной задачи равна +480.16 кДж/моль.

3. Здесь мы снова используем закон Гесса и заданные термохимические уравнения:

Ag2O + 2HCl = 2AgCl + H2O + 18.54 кДж
2Ag + 0.5O2 = Ag2O + 1.75 кДж
0.5H2 + 0.5Cl2 = HCl + 5.27 кДж
H2 + 0.5O2 = H2O + 16.32 кДж

Мы хотим найти стандартную энтальпию образования хлорида серебра (AgCl). В данном случае мы можем снова использовать закон Гесса и выразить энтальпию образования AgCl через энтальпии образования других веществ.

Добавим первое и второе уравнения, чтобы образовать AgCl:

Ag2O + 2Ag + 0.5O2 + 2HCl + 3.54 кДж = 2AgCl + H2O + Ag2O + 1.75 кДж

Упростим уравнение:

4Ag + 0.5O2 + 2HCl + 3.54 кДж = 2AgCl + H2O + 1.75 кДж

Теперь мы можем сократить одинаковые вещества:

4Ag + 0.5O2 + 2HCl + 3.54 кДж = 2AgCl + H2O + 1.75 кДж

Окончательное уравнение:

4Ag + 0.5O2 + 2HCl = 2AgCl + H2O - 1.79 кДж

Таким образом, стандартная энтальпия образования хлорида серебра на основании данных данной задачи равна -1.79 кДж/моль.

4. Ответ на этот вопрос можно получить, зная, что при сгорании в кислороде сульфид углерода (CS2) образуется диоксид серы (SO2) и углекислый газ (CO2). Мы также знаем, что освобождается 8 кДж тепла.

Термохимическое уравнение горения будет выглядеть следующим образом:
CS2 + 3O2 = CO2 + 2SO2 + 8 кДж

5. Для решения этой задачи мы используем тепловое уравнение:

Q = ΔH * n

Где Q - количество теплоты (1 МДж = 1000 кДж), ΔH - энтальпия реакции и n - количество вещества.

Мы хотим найти количество литров водорода, поэтому нам нужно выразить количество вещества (n) водорода через энтальпии образования хлорида серебра и данных из третьей задачи.

Энтальпия образования воды (H2O) равна -285,8 кДж/моль. Поэтому мы можем использовать энтальпии образования хлорида серебра (AgCl) и хлорида водорода (HCl) из третьей задачи для вычисления количества вещества водорода.

Тепловое уравнение для реакции образования хлорида серебра можно записать следующим образом:

Ag2O + 2HCl = 2AgCl + H2O + 18.54 кДж

ΔH = Σ(Ht - Hr)
ΔH = [2ΔH(AgCl) + ΔH(H2O)] - [ΔH(Ag2O) + ΔH(HCl)]
18.54 кДж = [2ΔH(AgCl) + (-285.8 кДж)] - [0 + 0]

ΔH(AgCl) = (18.54 кДж + 285.8 кДж) / 2
ΔH(AgCl) = 152.17 кДж/моль

Таким образом, энтальпия образования хлорида серебра (AgCl) равна 152.17 кДж/моль.

Теперь мы можем использовать энтальпию образования хлорида водорода (HCl), которая равна -92.3 кДж/моль, чтобы выразить количество вещества водорода:

ΔH = Σ(Ht - Hr)
ΔH = [ΔH(HCl) + ΔH(H2)] - [0 + 0]
-92.3 кДж = [-92.3 кДж + ΔH(H2)] - [0 + 0]

ΔH(H2) = 0 кДж/моль

Теперь мы знаем, что энтальпия образования водорода (H2) равна 0 кДж/моль.

Следующим шагом является использование данной энтальпии образования водорода (H2) в тепловом уравнении для расчета количества вещества водорода:

1 МДж = 1000 кДж = ΔH * n
n = 1000 кДж / 0 кДж/моль
n = ∞

Таким образом, необходимое количество литров водорода (при н.у.) для получения 1 МДж тепла является бесконечным. Это может быть связано с тем, что процесс сжигания водорода является экзотермической реакцией, и мы получаем бесконечное количество теплоты из 1 МДж.