14.E: Термохімія (вправи)

13.1: Енергетика, тепло і робота

13.2: Перший закон термодинаміки

13.3: Молекули як енергоносії та перетворювачі

13.4: Термохімія

13.5: Калориметрія

Q13.5.1

Після проходження горіння в бомбовому калориметрі зразок видає 5 435 кал. Калориметр відчуває підвищення температури на 4,27° C. Використовуючи цю інформацію, визначте теплоємність калориметра в кДж/°С.

КВ 13.5.2

Посилаючись на наведений вище приклад про теплоту згоряння, розрахуйте зміну температури, яка відбулася б при згорянні 1,732 г$C_{12}H_{22}O_{12}$ в калориметрі бомби, який мав теплоємність 3,87 кДж/° С.

КВ 13.5.3

З урахуванням наступних даних обчислити теплоту згоряння в кДж/моль ксилози,$C_{5}H_{10}O_{5}$ (ів), використовуваної в експерименті з калориметрії бомби: маса$C_{5}H_{10}O_{5}$ (s) = 1,250 г, теплоємність калориметра = 4,728 кДж/° C, Початкова температура калориметра = 24,37° C, Кінцева температура калориметра = 28,29° C.

Q13.5.4

Визначте теплоємність калориметра бомби, якщо 1,714 г нафталіну$C_{10}H_{8}$ (ів) відчуває збільшення температури 8.44° C після проходження горіння. Теплота згоряння нафталіну -5156 кДж/моль$C_{10}H_{8}$.

Q13.5.5

Яка теплоємність калориметра бомби, якщо зразок бензойної кислоти 1.232 г викликає підвищення температури на 5,14° C? Теплота згоряння бензойної кислоти -26,42 кДж/г.

С13.5.1

Використовуйте рівняння 4 для розрахунку теплоти потужності:

$q_{calorimeter} = \; heat \; capicity \; of \; calorimeter \; x \; \Delta{T}$

5435 кал = теплоємність калориметра х 4,27° C

Теплоємність калориметра = (5435 кал/4,27° C) х (4,184 Дж/1 кал) х (1 кДж/1000 Дж) = 5,32 кДж/° C

С13.5.2

Температура повинна збільшуватися, оскільки калориметрія бомби виділяє тепло в реакції екзотермічного згоряння.

Зміна температури = (1,732 г$C_{12}H_{22}O_{11}$) х (1$C_{12}H_{22}O_{11}$ моль/342,3 г$C_{12}H_{22}O_{11}$) х (6,61 х 10³ кДж/1 моль$C_{12}H_{22}O_{11}$) х (1° C/3,87 кДж) = 8,64° C

С13.5.3

[(Теплоємність x Зміна температури) /маса] = [((4,728 кДж/° C) х (28,29° C - 24,37° C)) /1,250 г] = 14,8 кДж/г ксилози

$q_{rxn}$= (-14,8 кДж/г ксилози) х (150,13 г ксилози/1 моль ксилози) = -2,22x10³ кДж/моль ксилози

С13.5.4

Теплоємність = [(1,714 г$C_{10}H_{8}$) х (1$C_{10}H_{8}$ моль/128,2 г$C_{10}H_{8}$) х (5,156x10³ кДж/1 моль$C_{10}H_{8}$)] /8,44° C = 8,17 кДж/° C

С13.5.5

Теплоємність = [(1,232 г бензойної кислоти) х (26,42 кДж/1 г бензойної кислоти)] /5,14° C = 6,31 кДж/° C

13.6: Застосування термохімії