Термохимия; задачи за завършване на средно ниво; Група за таланти VeBio

4/k-1 (Май 2005 г., задача 5 Б)

Газова смес, съдържаща 40,0 об.% Метан и 60,0 об.% Пропан, беше изгорена напълно.
ΔkH (метан (g)) = -74,9 kJ/mol; ΔkH (пропан (g)) = -104,0 kJ/mol;
ΔkH (CO2 (g)) = -394.0 kJ/mol; ΔkH (H2O (f)) = -286,0 kJ/mol

а) Напишете реакционното уравнение за перфектното горене на два въглеводорода и изчислете топлината на реакцията. (Водните пари се кондензират по време на горенето.)
б) Колко kJ топлина се отделя за 25.0 По време на горенето на 1,00 dm 3 стандартна газова смес при ° C?
в) Каква беше масата на изходната газова смес 1,00 dm 3?

4/k-2 (Февруари 2006 г., задача 5)

Много от енергийния сектор говорят за петролната криза. Междувременно текат експерименти, тъй като петролните производни могат да бъдат заменени. Една от възможностите е двигателят, задвижван от алкохол. Сравнете производството на енергия от бензинови и алкохолни двигатели!

Използвайте следните данни за изчисленията си:
ΔkH (октан) = –372 kJ/mol ρ (октан) = 0.720 g/cm 3
ΔkH (етанол) = –278 kJ/mol ρ (етанол) = 0.790 g/cm 3
ΔkH (CO2) = –394 kJ/mol (1,00 литра = 1,00 dm 3)
ΔkH (водна пара) = –242 kJ/mol

а) Напишете реакционното уравнение за перфектно изгаряне на етанол и изчислете топлината на реакцията!
б) Да предположим, че бензинът е чисто октанов. Напишете уравнението за перфектно изгаряне на октан и изчислете топлината на реакцията!
в) Изчислете обема на изгорения етанол при изгаряне на 1,00 литра бензин?

4/k-3 (Октомври 2006 г., задача 8)

Лимонената киселина (C6H8O7) е компонент на конфитюри, желета и сокове, който се произвежда индустриално чрез ферментация на захарен разтвор (захароза) (ферментация от гъби), използвайки кислород от въздуха, съгласно следното реакционно уравнение:

Топлина на образуване за разтворени вещества: ΔkH (H2O (f)) = –286 kJ/mol, ΔkH (захароза) = –2226 kJ/mol, ΔkH (лимонена киселина) = –1544 kJ/mol

Ar (H) = 1.00; Ar (C) = 12,0; Ar (O) = 16.0

а) Изчислете реакционната топлина на процеса!
б) Ако общото съдържание на захар от 20,0 kg 65,0% от теглото захарен разтвор се преобразува в лимонена киселина по този метод, какъв тегловен процент от получения разтвор по принцип ще бъде лимонена киселина?
в) Изчислете колко топлина се отделя по време на въпросния процес б)?

4/k-4 (Май 2007 г., задача 5 Б)

В човешкото тяло производството на енергия има две възможности: биологично окисляване и млечна ферментация. И в двата процеса превръщането на глюкозата се осъществява в редица стъпки, катализирани от ензими. Това органично вещество се поема от клетките от кръвта, където средното количество е 1,00 g/dm 3. Средният общ обем на кръвта на възрастен е 5,50 литра. Глюкозата се съхранява от организма под формата на гликоген в черния дроб и мускулите между храненията. Биологичното окисляване е много по-ефективен процес за производство на енергия. Това може да се случи, когато в тялото има достатъчно кислород. В този случай захарта изгаря до въглероден диоксид и вода.

Здравият мъж на възраст над 14 години се нуждае от 12 000 kJ използваема енергия на ден, а жената се нуждае от 10 000 kJ използваема енергия на ден.

а) Дайте формулата за глюкоза. Напишете реакционното уравнение на биологичното окисление. Изчислете реакционната топлина на процеса!
б) Дайте средното ниво на кръвната захар в mmol/l!
в) Колко g декстроза трябва да изгори тялото на човек, който върши умерена работа за един ден, ако приемем, че той покрива само енергийните си нужди от това? (Да предположим, че освободената енергия се използва на 100% от тялото.)

4/k-5 (Октомври 2008 г., задача 8)

N2O (газ) е безцветен, сладко миришещ газ, който се използва също като упойка и като пълнителен газ за пяна сифон патрони. Може да се използва за разпенване на сладоледи и сметана поради свойството му да е разтворим в растителни мазнини под налягане и безвкусен и нетоксичен в малки количества. Образува експлозивна смес с амоняк за получаване на елементарен азот и водни пари. Може лесно да се приготви чрез леко нагряване (250 ºC) на активната съставка на солената сол (амониев нитрат), докато страничният продукт е вода.

а) Теглото на пълнене на касета със сифонен пяна е 5,50 грама. Изчислете колко молекули това означава!
б) Напишете уравнението за производството на димни газове! Изчислете масата на амониевия нитрат, който може да бъде произведен, за да запълните 10 патрона, за да запълните 10 патрона.!
в) Напишете и подредете реакционното уравнение за експлозията на димни газове с амоняк и изчислете топлината на реакцията!

4/k-6 (7 май, задача 7)

През 1936 г. Ото Хан и Фриц Страсман отбелязват, че като бомбардират 235 U с бавни неутрони, ядрото на урана има две, периодични или така. той се разпадна в средното ядро и няколко неутрона. Той нарече явлението ядрено делене. Реакцията, която протича:

92 235 U + 0 1 n → 92 236 U → 36 90 Kr + 56 143 Ba + 3 0 1 n ΔrH = –1,90⋅1010 kJ/mol

По време на делене се отделя значително количество енергия. По време на ядрено делене се получават повече неутрони, отколкото се консумират в началото на процеса. Полученият излишък може да се използва за по-нататъшно разделяне на семената. С подходяща маса от 235 U, верижната реакция става самоподдържаща се.

В ядрените реактори топлината, отделяща се от делящия се материал, се преобразува в електрически ток. Внимава се да се освободи само необходимото количество енергия в реактора, така че верижната реакция се регулира.

Ar (H) = 1 000, Ar (C) = 12,00, Ar (235 U) = 235
ΔkH (CO2 (g)) = –394 kJ/mol,
ΔkH (H2O (f)) = –286 kJ/mol,
ΔkH (октан (g)) = –209 kJ/mol

ρ (октан) = 0.703 g/cm 3

а) Какво е изотоп? От текста по-горе напишете пример за изотопи и дайте техните протонни и неутронни числа!
(b) 1,00 g енергия, отделена от деленето на 235 U-изотопа?
в) Колко енергия се отделя при изгаряне на 1,00 литра (1,00 л = 1,00 дм 3) бензин (При 25 ° C, стандартно налягане), ако се предполага, че се състои само от октан?
(г) Колко литра бензин (само октан) изгарят толкова енергия, колкото 1,00 g за делене на ядро от 235 U?

4/k-7 (Задача 8, октомври 2009 г.)

Етанолът и метанолът са отлични разтворители, изходни материали за широк спектър от органични съединения и се използват също като гориво и добавки към горивата.
Да предположим, че проектираме превозни средства, работещи на 100% метанол или етанол, и трябва да докажем, че на теория използването на етанол или метанол е по-икономично! Ние също така пренебрегваме енергийните загуби, които възникват при нашите изчисления!

Също така разглеждаме кои материали са по-тежки за околната среда по отношение на емисиите на CO2!

Ние използваме следните данни за нашата работа:
Плътност на 100% метанол: 0,791 g/cm 3, плътност на 100% етанол: 0,789 g/cm 3 .

Материал	Топлина на образуване (kJ/mol)
CH3OH (f)	- 238,8
C2H5OH (f)	- 277,8
CO2 (g)	- 394,0
H2O (g)	- 242,0