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%
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%
Химические реакции в растворах электролитов (кислот, оснований и солей) протекают при участии ионов. Конечный раствор может остаться прозрачным (продукты хорошо растворимы в воде) , но один из продуктом окажется слабым электролитом; в других случаях будет наблюдаться выпадение осадка или выделение газа.
Для реакций в растворах при участии ионов составляют не только молекулярное уравнение, но также полное ионное и краткое ионное.
В ионных уравнениях по предложению французского химика К. -Л. Бертолле (1801 г. ) все сильные хорошо растворимые электролиты записывают в виде формул ионов, а осадки, газы и слабые электролиты - в виде молекулярных формул. Образование осадков отмечают знаком "стрелка вниз" ( ↓ ), образование газов - знаком "стрелка вверх" ( ↑ ). Пример записи уравнения реакции по правилу Бертолле:
а) молекулярное уравнение
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2↑ + H2O
б) полное ионное уравнение
2Na+ + CO32− + 2H+ + SO42− = 2Na+ + SO42− + CO2↑ + H2O
(CO2 - газ, H2O - слабый электролит)
в) краткое ионное уравнение
CO32− + 2H+ = CO2↑ + H2O
Обычно при записи ограничиваются кратким ионным уравнением, причем твердые вещества-реагенты обозначают индексом (т) , газобразные реагенты - индексом (г) . Примеры:
1) Cu(OH)2(т) + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O
Cu(OH)2(т) + 2H+ = Cu2+ + 2H2O
Cu(OH)2 практически нерастворим в воде
2) BaS + H2SO4 = BaSO4↓ + H2S↑
Ba2+ + S2− + 2H+ + SO42− = BaSO4↓ + H2S↑
(полное и краткое ионное уравнения совпадают)
3) CaCO3(т) + CO2(г) + H2O = Ca(HCO3)2
CaCO3(т) + CO2(г) + H2O = Ca2+ + 2HCO3−
(большинство кислых солей хорошо растворимы в воде) .
Если в реакции не участвуют сильные электролиты, ионный вид уравнения отсутствует:
Mg(OH)2(т) + 2HF(р) = MgF2↓ + 2H2O