Задание 27 · ЕГЭ по химии: Термохимические расчёты
Тепловой эффект реакции, термохимическое уравнение и одна пропорция, на которой держится всё задание 27: теплота пропорциональна количеству вещества.
11 мин на разбор
1Тепловой эффект реакции
Любая реакция идёт с выделением или поглощением энергии — чаще всего в виде теплоты. Количество теплоты, которое выделяется или поглощается, называют тепловым эффектом реакции Q и измеряют в килоджоулях.
| Реакция | Теплота | Знак Q | Знак ΔH | Примеры |
|---|---|---|---|---|
| экзотермическая | выделяется | Q > 0 | ΔH < 0 | горение, нейтрализация, соединение металлов с неметаллами |
| эндотермическая | поглощается | Q < 0 | ΔH > 0 | разложение CaCO₃, N₂ + O₂ → 2NO, фотосинтез |
2Термохимическое уравнение
Термохимическое уравнение — это уравнение реакции, в котором указан тепловой эффект. Он относится к тем количествам веществ, которые стоят в уравнении, то есть к коэффициентам в молях.
Значит, при сгорании 1 моль водорода выделится вдвое меньше — 286 кДж, а при сгорании 4 моль — вдвое больше, 1144 кДж. На этом и строится расчёт.
3Посчитайте сами
Выберите реакцию и меняйте массу вещества — расчёт пересобирается по шагам
C + O₂ → CO₂ + 393,5 кДж
- 1. n(C) = m / M = 6 / 12 = 0,5 моль
- 2. По уравнению 1 моль C — 393,5 кДж
- 3. Q = 393,5 · 0,5 / 1 = 196,8 кДж
4Три типа задач
Условие. C + O₂ → CO₂ + 393,5 кДж. Сколько теплоты выделится при сгорании 6 г угля?
n(C) = 6 / 12 = 0,5 моль. По уравнению 1 моль — 393,5 кДж.
Q = 393,5 · 0,5 = 196,75 ≈ 196,8 кДж.
Условие. CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + 890 кДж. Выделилось 445 кДж теплоты. Какой объём метана (н. у.) сгорел?
n(CH₄) = 445 / 890 · 1 = 0,5 моль.
V = 0,5 · 22,4 = 11,2 л.
Условие. При сгорании 2,4 г магния выделилось 60,2 кДж теплоты. Найдите тепловой эффект реакции 2Mg + O₂ → 2MgO + Q.
n(Mg) = 2,4 / 24 = 0,1 моль — это 60,2 кДж.
В уравнении 2 моль Mg: Q = 60,2 · 2 / 0,1 = 1204 кДж.
Ещё больше задач с подробными решениями — в главе «Расчёты по термохимическим уравнениям».
2H₂ + O₂ → 2H₂O + 572 кДж. Сколько теплоты выделится при сгорании 11,2 л водорода (н. у.)?
n(H₂) = 11,2 / 22,4 = 0,5 моль. По уравнению 2 моль H₂ дают 572 кДж, значит 0,5 моль — 572 · 0,5 / 2 = 143 кДж. Частая ошибка — забыть коэффициент 2 и получить 286.
5Ловушки
При разложении 50 г карбоната кальция поглотилось 89 кДж теплоты. Чему равен тепловой эффект реакции CaCO₃ → CaO + CO₂ + Q?
n(CaCO₃) = 50 / 100 = 0,5 моль — 89 кДж. На 1 моль по уравнению — 178 кДж. Теплота поглощается, значит Q = −178 кДж (ΔH = +178 кДж).
Коротко
- Экзотермическая: Q > 0, ΔH < 0; эндотермическая: Q < 0, ΔH > 0
- Тепловой эффект относится к количествам веществ в уравнении
- Главная пропорция: Q₁ / n₁ = Q / ν
- n = m / M, для газов n = V / 22,4
- Не забывайте коэффициент перед веществом
- Ответ — число с нужной точностью, без единиц