ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ

Ερωτήσεις

A. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση σε καθεμιά από τις παρακάτω προτάσεις.
1. Το ποσό θερμότητας που εκλύεται ή απορροφάται κατά την πραγματοποίηση μιας χημικής αντίδρασης εξαρτάται:
α. μόνο από τη φυσική κατάσταση των αντιδρώντων και προϊόντων
β. μόνο από την ποσότητα των αντιδρώντων
γ. μόνο από τις συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης
δ. απ’ όλους τους παραπάνω παράγοντες.

2. Από τη θερμοχημική εξίσωση C + O2  CO2 , ΔΗ = -94kcal, προκύπτει ότι:
α. κατά την καύση οποιασδήποτε ποσότητας C εκλύονται 94 kcal
β. η θερμότητα που απορροφάται από το περιβάλλον κατά το σχηματισμό 1mol CO2 είναι 94kcal
γ. κατά την καύση 1mol C ελευθερώνονται στο περιβάλλον 94 kcal
δ. μάζα C + μάζα O2 = μάζα CO2 - 94 kcal.

3. Για κάθε εξώθερμη αντίδραση η οποία πραγματοποιείται υπό σταθερή πίεση ισχύει:
α. Ηπροϊόντων < 0 γ. Ηπροϊόντων < Ηαντιδρώντων β. ΔΗ > 0 δ. Ηαντιδρώντων = - Ηπροϊόντων.

4. Ο όρος «πρότυπη ενθαλπία αντίδρασης» χρησιμοποιείται για να εκφράσει τη μεταβολή της ενθαλπίας όταν:
α. η αντίδραση πραγματοποιείται σε ιδανικές συνθήκες
β. κατά τη διάρκεια της αντίδρασης η θερμοκρασία δε μεταβάλλεται
γ. ο υπολογισμός αυτός αναφέρεται σε πίεση 1atm και στους 298Κ
δ. ο υπολογισμός αναφέρεται σε πίεση 1atm και στους 0 0C.

5. Από τη θερμοχημική εξίσωση Η2 (g) + 1/2Ο2 (g) Η2Ο (l) , ΔΗ0 = -286 kJ προκύπτει ότι:
α. κατά την καύση οποιασδήποτε ποσότητας Η2 ελευθερώνονται 286 kJ
β. κατά τον σχηματισμό 1mol υδρατμών απορροφώνται 286 kJ
γ. κατά την καύση 1mol Η2 προς υδρατμούς ελευθερώνονται 286 kJ
δ. η πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού του υγρού νερού είναι -286 kJ/mol.

6. Από τις θερμοχημικές εξισώσεις:
H2 (g) + 1/2O2 ‘(g)  H2O (l) , ΔΗ1 = -286kJ
H2 (g) + 1/2O2 ‘(g)  H2O (g) , ΔΗ2 = -242kJ
προκύπτει ότι η θερμότητα εξαέρωσης του νερού είναι:
α. -44kJ/mol γ. -528kJ/mol
β. +44kJ/mol δ. +528kJ/mol




7. Από τη θερμοχημική εξίσωση Ν2 + 3Η2  2ΝΗ3, ΔΗ0 = -22kcal, προκύπτει ότι η πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού της ΝΗ3 είναι:
α. 22kcal/mol γ. -11kcal/mol
β. 44kcal/mol δ. -22kcal.

8. Οι αντιδράσεις καύσης είναι:
α. ενδόθερμες
β. εξώθερμες
γ. ενδόθερμες ή εξώθερμες ανάλογα με το σώμα που καίγεται
δ. ενδόθερμες ή εξώθερμες ανάλογα με τις συνθήκες της αντίδρασης.

9. Η τιμή της πρότυπης ενθαλπίας σχηματισμού του Ο2:
α. είναι ίση με μηδέν
β. είναι θετική
γ. είναι αρνητική
δ. εξαρτάται από τις συνθήκες στις οποίες αναφέρεται.

10. Η ενθαλπία σχηματισμού του ΗΝΟ3 αναφέρεται στη χημική μετατροπή που συμβολίζεται από τη χημική εξίσωση:
α. 1/2H2 + 1/2N2 + 3/2O2  HNO3
β. H + N + 3O  HNO3
γ. 1/2N2O5 + 1/2H2O  HNO3
δ. σε οποιαδήποτε από τις παραπάνω χημικές εξισώσεις.

11. Η πρότυπη ενθαλπία εξουδετέρωσης εκφράζει τη θερμότητα που εκλύεται κατά την εξουδετέρωση σε καθορισμένες συνθήκες:
α. ενός mol οξέος από ένα mol βάσης
β. ενός mol ιόντων Η+ από ένα mol ιόντων ΟΗ-
γ. ενός ιόντος Η+ από ένα ιόν ΟΗ-
δ. οξέος από βάση προς σχηματισμό ενός mol άλατος.
Β. Στις παρακάτω προτάσεις σημειώστε Σ ή Λ, ανάλογα αν θεωρείτε ότι η διατύπωση τους είναι σωστή ή λάθος αντίστοιχα, δίνοντας και μία εξήγηση για την επιλογή σας.

1. Όταν καίγονται 0,5 mol CH3CH2OH(l) εκλύεται μεγαλύτερο ποσό θερμότητας απ' αυτό που εκλύεται κατά την καύση 0,5 mol CH3CH2OH(g), όταν τα ποσά θερμότητας μετρούνται στις ίδιες συνθήκες.

2. Η πρότυπη ενθαλπία εξουδετέρωσης είναι ίδια, οποιοδήποτε οξύ και οποιαδήποτε βάση κι αν χρησιμοποιήσουμε στην εξουδετέρωση.

3. Αν ισχύουν οι θερμοχημικές εξισώσεις:
Α Β, ΔΗ1 = α (1),
Β Γ, ΔΗ2 = β (2) και
Α Γ, ΔΗ3 = γ (3), τότε α+β+γ = 0.

4. Αν ισχύουν οι θερμοχημικές εξισώσεις:
Α Β, ΔΗ1 = α ΚJ(1),
Β Γ, ΔΗ2 = +500 kJ (2) και
Α Γ, ΔΗ3 = β KJ (3), τότε α < β.

5. Τα καυσόξυλα θα αποδώσουν μεγαλύτερο ποσό θερμότητας στο σπίτι, αν τα αφήσουμε να στεγνώσουν πριν τα κάψουμε.


ΑΣΚΗΣΕΙΣ

1. Κατά την πλήρη καύση 8g μεθανίου (CH4) ελευθερώνονται 445kJ.
α). Να βρείτε την ενθαλπία καύσης του μεθανίου.
β). Να γράψετε τη θερμοχημική εξίσωση της πλήρους καύσης του μεθανίου.
Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες (Ar): C=12, Η=1.

2. Να υπολογισθεί η ΔΗ0 της αντίδρασης: 2H2S (g) + SO2 (g)  3S (s) + 2H2O (l)
αν: (H2S (g))= -21kJ/mol, (SO2 (g)) = -297kJ/mol και (H2O(l)) = -286kJ/mol.

3. Να υπολογισθεί η ΔΗ0 της αντίδρασης: 4CH4 (g) + 3O2 (g)2C2H2 (g) + 6H2O(l),
αν: (CH4 (g)) -76kJ/mol, (C2H2 (g))=+225kJ/mol και (H2O(l))=-286kJ/mol.

4. Κατά την πλήρη καύση 4g μεθανίου CH4 ελευθερώνονται 50kcal.
α). Να γράψετε τη θερμοχημική εξίσωση της πλήρους καύσης του μεθανίου (CH4).
Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες: C=12, H=1.
β). Πόσα γραμμάρια (g) μεθανίου (CH4) πρέπει να κάψουμε πλήρως, για να πάρουμε τόση θερμότητα όση χρειάζεται για να θερμάνουμε 4kg νερού από τους 20οC στους 45οC.
Δίνεται η ειδική θερμοχωρητικότητα του Η2Ο: .


5. Ισομοριακό μίγμα Η2 και Ο2 μάζας 6,8g αντιδρά σε κατάλληλες συνθήκες και σχηματίζει νερό σύμφωνα με την εξίσωση 2Η2 (g) + O2 (g)  2H2O (l). Αν η ενθαλπία σχηματισμού των υδρατμών ίση με -58kcal/mol και η ενθαλπία υγροποίησης των υδρατμών ίση με -10kcal/mol, να βρεθούν:
α) η μάζα του νερού που θα σχηματιστεί
β) το ποσό θερμότητας που θα ελευθερωθεί κατά την αντίδραση.
Όλες οι μεταβολές ενθαλπίας αναφέρονται στις ίδιες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης. Ατομικές μάζες: H : 1 , Ο : 16.

6. 1g C, 1g H2 και 1g C2H6 καίγονται και ελευθερώνονται αντίστοιχα ποσά θερμότητας 8kcal, 35kcal και 12kcal.
α). Να υπολογίσετε την ενθαλπία σχηματισμού του C2H6.
β). Ισομοριακό μίγμα C2H6 και C2H4 που ζυγίζει 29g, καίγεται πλήρως και ελευθερώνεται ποσό θερμότητας 350kcal. Να βρείτε:
i). την ενθαλπία πλήρους καύσης του C2H4,
ii). την ενθαλπία σχηματισμού του C2H4,
iii). την ενθαλπία της αντίδρασης: C2H4+ Η2  C2H4.
Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες (Ar): C=12, Η=1

7. Ισομοριακό μίγμα C2H4 και CO, όγκου 11,2L (σε STP), καίγεται πλήρως και ελευθερώνεται ποσό θερμότητας 102kcal. Να βρείτε:
i). την πρότυπη ενθαλπία καύσης του CΟ.
ii). την πρότυπη ενθαλπία της αντίδρασης: 3C2H4+ 8Ο2 4CΟ2 + 2CO + 6H2O.
Δίνεται η (C2H4(g)) = -340kcal/mol.

8. Α. Αέριο μίγμα αποτελείται από μεθάνιο (CH4) και υδρογόνο (H2) με αναλογία moles1:4 αντίστοιχα. Ορισμένη ποσότητα του μίγματος καίγεται οπότε εκλύεται θερμότητα 1015kJ. Αν η πρότυπη ενθαλπία καύσης του μεθανίου είναι -890kJ/mol και του υδρογόνου -285kJ/mol, να υπολογίσετε τα γραμμάρια του μίγματος που κάηκαν.
Β. Θέλουμε να διασπάσουμε 0,2mol οξειδίου του αργιλίου (Al2O3) σε αργίλιο (Al) και οξυγόνο(O2). Για τη διάσπαση αυτή απαιτείται θερμότητα την οποία θα πάρουμε καίγοντας την κατάλληλη ποσότητα του παραπάνω μίγματος μεθανίου και υδρογόνου. Να υπολογίσετε πόσα λίτρα, σε stp, του παραπάνω μίγματος πρέπει να καούν για να πάρουμε την αναγκαία για τη διάσπαση του οξειδίου του αργιλίου θερμότητα.
Δίνεται η (Al2O3) = -1624kJ/mol.



9. Όταν αντιδρούν το άζωτο με το υδρογόνο παράγεται αμμωνία σύμφωνα με τη χημική εξίσωση: Ν2 + 3Η2  2ΝΗ3.
Α. 9g Η2 αντιδρούν πλήρως με Ν2, οπότε παράγεται αμμωνία και εκλύεται θερμότητα 138kJ. Να υπολογίσετε την ενθαλπία σχηματισμού του ΝH3.
Β. Αέριο μίγμα Η2 και Ν2 ζυγίζει 30g. Τα συστατικά του μίγματος αντιδρούν ποσοτικά μεταξύ τους, παράγεται αμμωνία και περισσεύει υδρογόνο. Κατά την αντίδραση εκλύεται θερμότητα 60kJ. Να υπολογίσετε τη σύσταση του τελικού μίγματος.

10. Η πρότυπη ενθαλπία καύσης ενός αλκανίου (CνH2ν+2) είναι = -2880kJ/mol και η πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού = -126kJ/mol.
Α. Να βρεθεί ο μοριακός τύπος του αλκανίου.
Δίνονυαι: (H2O(l))=--286kJ/mol και (CO2)=-394kJ/mol.
Β. Ισομοριακό μίγμα CH4 και αλκανίου Α, όγκου 11,2L (σε STP), καίγεται πλήρως. Αν κατά την καύση αυτή οι απώλειες θερμότητας είναι 20%, να υπολογιστεί το ποσό της θερμότητας που μπορεί να αξιοποιηθεί από την καύση αυτή.

11. Αναμιγνύουμε 200ml διαλύματος HCl 0,4Μ και 200ml διαλύματος NaOH 0,2Μ. Ποιο ποσό θερμότητας εκλύεται;
Δίνεται η ενθαλπία εξουδετέρωσης =--57kJ/mol.

12. 11,2L μείγματος Η2 και Cl2, μετρημένα σε STP, αντιδρούν σε κλειστό δοχείο. Μετά το τέλος της αντίδρασης, που είναι ποσοτική, το αέριο που προκύπτει διαβιβάζεται σε περίσσεια διαλύματος ΚΟΗ και εξουδετερώνεται, ενώ ταυτόχρονα ελευθερώνονται 5,6kcal. Τελικά βρέθηκε ότι απομένουν 2,24L αερίου Η2, μετρημένα σε STP.
Αν η ενθαλπία σχηματισμού του ΗCl είναι ίση με -22kcal/mol, να βρεθούν:
α) ο λόγος των mol των δύο αερίων στο αρχικό μείγμα
β) το ποσό θερμότητας που ελευθερώθηκε κατά την αντίδραση του αρχικού μείγματος
γ) η ενθαλπία εξουδετέρωσης του ΗCl από το KΟΗ.
Όλα τα ποσά θερμότητας μετρήθηκαν στις ίδιες συνθήκες.