3. Termochemie - procvičování
K nastudování: Peter Atkins, Fyzikální chemie, kapitola 2.2 - Termochemie; soubor integraly.jpg Konstanty:
Molární plynová konstanta R = 8,314472 J moľ1 K"1 Příklady:
1. Standardní slučovací entalpie AgCI při 25 °C je -127,07 kJ mol1. Jaká je standardní rozpouštěcí entalpie za stejné teploty, je-li A/H°(Ag+, aq) = 105,58 kJ moľ1 a A/H°(Cľ, aq) = -167,16 kJ mol1? (65,49 kJ moľ1)
2. Standardní slučovací entalpie AgBr při 25 °C je -100,37 kJ mol1. Jaká je standardní rozpouštěcí entalpie za stejné teploty, je-li A/H°(Ag+, aq) = 105,58 kJ moľ1 a A^H°(Br~, aq) = -121,55 kJ mol1? (84,40 kJ moľ1)
3. Při 25 °C platí: A///°(Cu2+, aq) = 64,77 kJ moľ1 a A///°(Zn2+, aq) = -153,89 kJ mol1. Vypočítejte standardní reakční entalpii reakce
Zn (s) + CuS04 (aq) -> Cu (s) + ZnS04 (aq)
(-218,66 kJ mol1)
4. Při teplotě 25 °C platí: A///°(AgCI, s) = -127,07 kJ moľ1, A///°(Ag+, aq) = 105,58 kJ moľ1 a Aj-//°(CI", aq) = -167,16 kJ mol^.Vypočítejte standardní reakční entalpii reakce
NaCI (aq) + AgN03 (aq) -> AgCI (s) + NaN03 (aq)
(-65,49 kJ mol1)
5. Standardní enthalpie rozkladu H3NSO2 na amoniak při 25 °C a oxid siřičitý je 40 kJ mol1. Vypočítejte standardní slučovací enthalpii H3NSO2, jestliže A^H°(NH3, g) = -46,11 kJ moľ1 a A/H°(S02, g) = -296,83 kJ mol1? (-382,94 kJ mol1)
6. Při 25 °C platí: A/H°(NaOH, s) = -425,61 kJ moľ1; A/H°(C02, g) = -393,51 kJ moľ1. Dále platí NaOH (s) + C02 (g) -> NaHC03 (s)    ArH° =-127,5 kJ moľ1
Vypočítejte standardní slučovací entalpii hydrogenuhličitanu sodného.(-946,62 kJ mol1)
7. Standardní slučovací entalpie ethylbenzenu při 25 °C je -12,5 kJ mol1. Jaká je standardní spalná entalpie za stejné teploty, je-li A/H°(H20, I) = -285,83 kJ mol^a A/H°(C02, g) = -393,51 kJ moľ1? (-4564,73 kJ moľ1)
8. Standardní slučovací entalpie fenolu při 25 °C je -165,0 kJ mol1. Jaká je standardní spalná entalpie za stejné teploty, je-li A/H°(H20, I) = -285,83 kJ mol^a A/H°(C02, g) = -393,51 kJ moľ1? (-3053,6 kJ moľ1)
9. Standardní slučovací entalpie chloridu draselného při 25 °C je -436,75 kJ mol1. Vypočítejte standardní slučovací entalpii chlorečnanu draselného za stejné teploty, jestliže
2 KCIO3 (s) -> 2 KCI (s) + 3 02 (g)     ArH° =-89,4 kJ moľ1 (-392,05 kJ moľ1)
10. Standardní slučovací entalpie oxidu dusnatého při 25 °C je 90,25 kJ mol1. Vypočítejte standardní slučovací entalpii chloridu nitrosylu za stejné teploty, jestliže
2 NOCI (g) -> 2 NO (g) + Cl2 (g)       ArH° =75,5 kJ moľ1 (52,5 kJ moľ1)
11. Víte-li, že standardní spalná entalpie grafitu při teplotě 25 °C je -393,51 kJ moľ1, a standardní spalná entalpie diamantu za stejné teploty je -395,41 kJ mol1, vypočítejte entalpii přechodu grafit-diamant za stejné teploty. (1,90 kJ mol1)
12. Z následujících údajů určete standardní enthalpii spalování propenu při teplotě 25 °C. (-2058 kJ mol1)
C3H6 (g) + H2 (g) -> C3H8 (g)  ArH° = -124 kJ moľ1
C3H8 (g) + 5 02 -> 3 C02 (g) + 4 H20 (I) ArH° = -2220 kJ moľ1
H20 (I) -> H2 (g) + \ 02 (g)    ArH° = 286 kJ moľ1
13. Z následujících údajů určete standardní reakční enthalpii hydrogenace benzenu při teplotě 25 °C. (-206 kJ moľ1)
C6H6 (l) + y02->6 C02 (g) + 3 H20 (I) ArH° = -3268 kJ moľ1
C6Hi2 (I) + 9 02 -> 6 C02 (g) + 6 H20 (I) ArH° = -3920 kJ moľ1
H20 (I) -> H2 (g) + \ 02 (g)    ArH° = 286 kJ moľ1
14. Z následujících údajů určete standardní slučovací entalpii pro diboran, B2H6 (g), při teplotě 25 °C. (-1152 kJ moľ1)
2 B (s) + j 02 (g) -> B2O3 (s) ArH° = -2368 kJ moľ1
H2 (g) + \ 02 (g) -> H20 (g) ArH° = -241,8 kJ moľ1
B2H6 (g) + 3 02 (g) -> B2O3 (s) + 3 H20 (g)     ArH° = -1941 kJ moľ1
15. Z následujících údajů určete standardní enthalpii izomerizace cyklopropanu na propen při teplotě 25 °C. (-32,56 kJ moľ1)
C (s) + 02 (g) -> C02(g) ArH° = -393,51 kJ moľ1 H2 (g) + \ O2 (g) -> H20 (I)   ArH° = -285,83 kJ moľ1
C3H6(g) +|o2-> 3 C02 (g) + 3 H20 (I) ArH° = -2091 kJ moľ1
3 C (s) + 3 H2 (g) -> C3H8 (propen)    ArH° = 20,42 kJ moľ1
16. Víte-li, že reakce
C2H5OH (I) + 3 02 (g) -> 2 C02 (g) + 3 H20 (g) ArU° = -1373 kJ moľ1
probíhá při teplotě 25 °C, určete ArH°. (-1368 kJ mol1)
17. Víte-li, že reakce
2 CeHsCOOH (s) + 13 02 (g) -> 12 C02 (g) + 6 H20 (g) ArU° = -772,7 kJ moľ1
probíhá při teplotě 25 °C, určete ArH°. (-760,3 kJ mol1)
18. Víte-li, že reakce
H2 (g) + Cl2 (g) -> 2 HCI (g) ArH° = -184,62 kJ moľ1
2 H2 (g) + 02 (g) -> 2 H20 (g) ArH° = -483,64 kJ moľ1
probíhají při teplotě 25 °C, určete:
(i) ArH°a ArU° pro reakci
4 HCI (g) + 02 (g) -> 2 Cl2 (g) + 2 H20 (g)
probíhající při stejné teplotě. (ArH° =-114,4 kJ mol1; ArU° = -111,92 kJ mol1)
(ii) A/H°pro HCI (g) a H20 (g). (A/H°(HCI, g) = -92,31 kJ moľ1; AfH° (H20, g) = -241,82 kJ moľ1)
19. Víte-li, že reakce
H2 (g) + I2 (s) -> 2 Hl (g) ArH° = 52,96 kJ moľ1
2 H2 (g) + 02 (g) -> 2 H20 (g) ArH° = -483,64 kJ moľ1
probíhají při teplotě 25 °C, určete:
(i) ArH°a ArU° pro reakci
4HI(g) + 02 (g)->2l2 (s) + 2H20 (g)
probíhající při stejné teplotě. (ArH° =-589,56 kJ mol1; ArU° = -582,13 kJ mol1)
(ii) A/H°pro Hl (g) a H20 (g). (A/H°(HI, g) = 26,48 kJ mol1; AfH° (H20, g) = -241,82 kJ mol1)
20. V kalorimetru bylo při teplotě 25 °C spáleno 120 mg naftalenu (M(C|0H8) = 128,18 g moľ1). Teplota v kalorimetru vzrostla o 3,05 °C.
(i) Vypočítejte konstantu kalorimetru. (1,57 J K"1)
CioHg (s) + 12 02 (g) -> 10 C02 (g) + 4 H20 (I) AcH°(CioH8, s) = -5157 kJ moľ1
(ii) Jak moc se teplota uvnitř kalorimetru zvýší, když v něm za stejných podmínek spálíme 10 mg fenolu (M(C6H5OH) = 94,12 g moľ1)? (+0,207 K)
C6H5OH (s) + 7 02 (g)-> 6 C02 (g) + 3 H20 (I) AcH°(C6H5OH, s) = -3054 kJ moľ1
21. Standardní slučovací enthalpie vodní páry při 25 °C je -241,82 kJ moľ1. Vypočítejte její hodnotu při 100 °C, znáte-li tyto hodnoty molárních tepelných kapacit při konstantním tlaku: H2O (g): 33,58 J K1 moľ1, H2 (g): 28,84 J K 1 moľ1, 02 (g): 29,37 J K1 moľ1. Předpokládejte, že molární tepelné kapacity při konstantním tlaku nezávisí na teplotě. (-242,6 kJ moľ1)
22. Standardní slučovací enthalpie cyklohexanu při 25 °C je -156 kJ mol1. Vypočítejte její hodnotu při 127 °C, znáte-li tyto hodnoty molárních tepelných kapacit při konstantním tlaku: cyklohexan (I): 156,5 J K1 moľ1, H2 (g): 28,84 J K1 moľ1, C (s): 8,527 J K 1 moľ1. Předpokládejte, že molární tepelné kapacity při konstantním tlaku nezávisí na teplotě. (-163 kJ moľ1)
23. Pro reakci
vypočítejte standardní reakční entalpii při teplotě 100 °C, jestliže při teplotě 25 °C platí: A/H°(N02, g) = 33,18 kJ mol1, A/H°(N204, g) = 9,16 kJ mol1, C°m(N02, g) = 37,2 J K1 mol1, C°m(N204, g) = 77,28 J K1 mol1 (-56,984 kJ mol-1)
24. Pro reakci C (grafit) + H20 (g) -> CO (g) +H2 (g) při 25 °C platí: A/H°(CO, g) = -110,53 kJ mol1, A/H°(H20, g) = -241,82 kJ mol^C^grafit) = 8,527 J K 1 mol1, C°m(CO, g) = 29,14 J K1 mol1, Cp,m(H2, g) = 28,824 J K1 mol1, C°m(H20, g) = 33,58 J K1 mol"1. Předpokládejte, že tepelné kapacity jsou v daném teplotním rozsahu konstantní. Vypočítejte ArH° a ArU° při teplotě
(i) 25 °C. (ArH° =131,29 kJ mol"1; ArU° = 128,81 kJ mol-1)
(ii) 105 °C. (ArH° = 132,56 kJ mol"1; ArU° =129,42 kJ mol-1)
25. Standardní slučovací entalpie H20 (I) při 25 °C je -285,83 kJ mol"1. Platí:
Vypočítejte standardní reakční entalpii reakce 2 H2 (g) + 02 (g) -> 2 H20 (I) při teplotě 100 °C. (-566,93 kJ mol"1)
26. Při teplotě 25 °C je slučovací enthalpie MgCI2 (s) -641,32 kJ mol"1, sublimační enthalpie Mg (s) 167,2 kJ mol1, disociační enthalpie Cl2(g) 241,6 kJ mol1, první a druhá ionizační energie Mg (g) 737,73 kJ moľ1 a 1450,66 kJ mol"1, elektronová afinita Cl (g) -364,71 kJ mol"1, hydratační enthalpie Cl" (g) -383,7 kJ moľ1 a enthalpie rozpouštění MgCI2(s) -150,5 kJ mol"1. Vypočítejte hydratační enthalpii Mg2+ (g). (-1892,19 kJ mol"1)
2N02 (g)^N204 (g)