Ответы знаю, нужно решение.
1) Тепловой эффект реакции сгорания жидкого бензола с образованием паров воды и оксида углерода (IV) равен минус 3135,58 кДж. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив теплоту образования С6Н6(ж).
2) Вычислите недостающий вид концентрации (массовую долю, молярную и эквивалентную концентрацию) растворенного вещества в растворе, если указаны концентрация и плотность раствора: молярная концентрация сульфата меди 2 моль/л, плотность 1,14 г/мл.
Ответы
1)
Некорректная, на мой взгляд, формулировка вопроса. Надо или записать уравнение
реакции, либо четко указать, о каком именно тепловом эффекте идет речь (на 1
моль бензола или на 2 моль). Для ответа выбран вариант сгорания 1 моль бензола.
Термохимическое уравнение реакции сгорания 1
моль бензола:
C6H6(ж) + 7,5
O2(г) = 6 CO2(г) + 3 H2O(пар), ΔH= -3 135,58 кДж/моль
Одно из следствий закона Гесса - тепловой эффект реакции ΔH
можно рассчитать как разность теплот образования ΔHf продуктов и реагентов (с
учетом стехиометрических коэффициентов):
ΔH = ∑ΔHf(продукты) - ∑ΔHf(реагенты)
В нашем случае:
ΔH = 6*ΔHf(CO2(г)) + 3*ΔHf(H2O(пар)) - ΔHf (C6H6(ж)) -
7,5*ΔHf (O2(г))
Теплота образования ΔHf - это тепловой эффект реакции
образования одного моль вещества из простых веществ, его составляющих,
находящихся в устойчивых стандартных состояниях.
Теплота образования простых веществ принимается равной нулю.
Поэтому 7,5*ΔHf (O2(г)) = 7,5*0 = 0.
По справочным данным:
теплота образования CO2 ΔHf (CO2(г)) =
-393,51 кДж/моль
теплота образования H2O ΔHf (H2O(ж)) = -285,83
кДж/моль
теплота парообразования H2O ΔHкип (H2O) = 44,0 кДж/моль
Последняя величина нужна, потому что продукт реакции не стандартная жидкая
вода, а ее пар. Знак + означает, что теплота не выделяется, а наоборот,
поглощается водой при парообразовании.
Теплота образования водяного пара равна:
ΔHf (H2O(пар)) = ΔHf (H2O(ж)) +
ΔHкип (H2O) = -285,83+44,0 =
= -241,83 кДж/моль.
Подставляем справочные данные в уравнение теплового эффекта реакции:
-3 135,58 = 6*(-393,51) + 3*(-245,17) -
ΔHf (C6H6(ж))
-3 135,58 = -2 361,06 - 735,51 -
ΔHf (C6H6(ж))
-3 135,58 = -3 096,57 - ΔHf (C6H6(ж))
-39,01 = - ΔHf (C6H6(ж))
ΔHf (C6H6(ж)) = 39,01 кДж/моль
2)
Эквивалентная концентрация в случае соли равна молярной концентрации, умноженной на валентность металла и на числе его атомов в молекуле соли.
Сэ=См*(2*1) = 2*См = 2*2 моль/л = 4 моль/л
Сэ = 4 моль/л эквивалентов
Для расчета массовой доли возьмем 1 литр раствора.
Его масса равна произведению объема на плотность: 1,14 г/мл*100 мл = 1140 г
Масса же растворенного сульфата меди равна его молярной массе, умноженной на его количество вещества. Количество вещества n численно равно молярной концентрации: n=2 моль (поскольку взят ровно 1 литр раствора)
Молярная масса сульфата меди равна 160 г/моль.
Отсюда масса вещества равна 2 моль * 160 г/моль = 320 г
Массовая доля равна 320 г/ 1 140 г = 0,28 = 28%
Массовая доля сульфата меди 28%