Zestaw 8 zadań maturalnych z termochemii z odpowiedziami: reakcje egzo- i endotermiczne, entalpia reakcji z entalpii tworzenia, prawo Hessa, energia wiązań, obliczenia ciepła reakcji, wykres energetyczny z katalizatorem i wpływ temperatury na równowagę.
Wyjaśnij, czym różni się reakcja egzotermiczna od endotermicznej. Podaj znak entalpii (ΔH) dla każdej z nich.
W reakcji egzotermicznej układ oddaje energię (ciepło) do otoczenia – ΔH < 0. W reakcji endotermicznej układ pobiera energię z otoczenia – ΔH > 0.
Oblicz entalpię spalania metanu: CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(c). Standardowe entalpie tworzenia: CH4(g) –74,8 kJ/mol, CO2(g) –393,5 kJ/mol, H2O(c) –285,8 kJ/mol.
ΔH = ΣΔHtw(produktów) – ΣΔHtw(substratów) = [–393,5 + 2·(–285,8)] – (–74,8) = –965,1 + 74,8 = –890,3 kJ (entalpia tworzenia O2 jako pierwiastka wynosi 0). Reakcja jest egzotermiczna.
Korzystając z prawa Hessa, oblicz entalpię reakcji C(s) + ½O2(g) → CO(g), jeśli: (1) C(s) + O2(g) → CO2(g), ΔH1 = –393,5 kJ; (2) CO(g) + ½O2(g) → CO2(g), ΔH2 = –283,0 kJ.
Szukaną reakcję otrzymujemy, odejmując równanie (2) od równania (1): ΔH = ΔH1 – ΔH2 = –393,5 – (–283,0) = –110,5 kJ.
Oblicz, ile ciepła wydzieli się podczas spalenia 8 g metanu, jeśli entalpia spalania metanu wynosi –890,3 kJ/mol (M CH4 = 16 g/mol).
n = 8 g : 16 g/mol = 0,5 mol. Q = 0,5 mol · 890,3 kJ/mol ≈ 445 kJ (ciepło wydzielone do otoczenia).
Oblicz entalpię reakcji H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g), korzystając z energii wiązań: E(H–H) = 436 kJ/mol, E(Cl–Cl) = 243 kJ/mol, E(H–Cl) = 432 kJ/mol.
ΔH = Σ energii wiązań zrywanych – Σ energii wiązań tworzonych = (436 + 243) – 2·432 = 679 – 864 = –185 kJ. Reakcja jest egzotermiczna.
Na wykresie energetycznym reakcji egzotermicznej zaznaczono energię aktywacji (Ea) i entalpię reakcji (ΔH). Określ, jak katalizator wpływa na Ea i na ΔH.
Katalizator obniża energię aktywacji (reakcja biegnie inną drogą, przez inne kompleksy aktywne), dzięki czemu przyspiesza reakcję. Nie zmienia entalpii reakcji – energia substratów i produktów pozostaje taka sama – ani położenia stanu równowagi.
Podczas rozpuszczania azotanu(V) amonu w wodzie temperatura roztworu spada. Określ, czy proces jest egzo-, czy endotermiczny, i podaj znak ΔH.
Proces jest endotermiczny – pobiera ciepło z otoczenia (z wody), dlatego roztwór się ochładza; ΔH > 0.
Synteza amoniaku: N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g), ΔH = –92 kJ. Określ, jak wzrost temperatury wpłynie na wydajność otrzymywania amoniaku. Uzasadnij.
Wydajność zmaleje. Reakcja w prawo jest egzotermiczna, więc zgodnie z regułą przekory (Le Chateliera) ogrzanie układu przesuwa równowagę w kierunku reakcji endotermicznej, czyli rozkładu amoniaku (w lewo).
ODBIERZ NOTATKI MATURALNE GWARANCJA WYNIKU!
Jeżeli nie zdobędziesz minimum 70% na maturze z biologii – zwrócimy Ci pieniądze za notatki! ✨
📘 Przejdź do notatek