ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ-ΕΝΘΑΛΠΙΑ-ΝΟΜΟΣ HESS

Η ενθαλπία της αντίδρασης (ΔΗ) : C2H6 + 7/2O2→ 2CO2 + 3H2O δεν εξαρτάται:

• α. από τη φυσική κατάσταση των αντιδρώντων και προϊόντων

• β. από τις ποσότητες των αντιδρώντων

• γ. από τη θερμοκρασία στην οποία έγινε η μέτρηση

• δ. από την πίεση υπό την οποία πραγματοποιήθηκε η αντίδραση

Answer explanation

Η μεταβολή της ενθαλπίας μιας αντίδρασης εξαρτάται:
1. Από τη φύση των αντιδρώντων
Για παράδειγμα η θερμότητα καύσης του γραφίτη είναι διαφορετική απ΄ αυτή του διαμαντιού,
C(γραφίτης) + O2(g) → CO2(g) ΔΗ = -393,5 kJ
C(αδάμας) + O2(g) → CO2(g) ΔΗ = -395,4 kJ
2. Από τη φυσική κατάσταση των αντιδρώντων και προϊόντων
Για το λόγο αυτό έχουμε:
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) ΔΗ= − 890 kJ
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) ΔΗ= − 802 kJ
3. Από τις συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας, κάτω από τις οποίες λαμβάνει χώρα η αντίδραση.

Δίνονται οι παρακάτω θερμοχημικές εξισώσεις για την καύση της μεθανόλης: CH3OH(ℓ) + 3/2O2(g)→ CO2(g) + 2H2O(g) ΔΗο =-χ Κj

CH3OH(g) + 3/2O2(g)→ CO2(g) + 2H2O(g) ΔΗο =-Ψ Κj

Για τα χ και ψ ισχύει:

• α. χ < ψ

• β. χ >ψ

• γ. χ=ψ

• δ. δεν μπορούμε να τα συγκρίνουμε ΔΗο = − x kJ ΔΗο = − ψkJ

Answer explanation

Το ενεργειακό περιεχόμενο των αντιδρώντων στην 1η αντιδραση είναι μικρότερο από το ενεργειακό περιέχομενο των αντιδρώντων της δεύτερης ενώ το ενεργειακό περιεχόμενο των προϊόντων είναι ίδιο και στις δύο. Οπότε η απόλυτη τιμή της ΔΗ είναι μικρότερη στην πρώτη περίπτωση . χ<ψ

Από τη θερμοχημική εξίσωση

2ΝΗ3(g) → Ν2(g)+ 3Η2(g) ΔΗo = + 22 Kcal,

προκύπτει ότι κατά το σχηματισμό 1,2 g Η2 από τη διάσπαση μιας ποσότητας ΝΗ3 (ArΗ=1) :

• α. απελευθερώνονται 8,8 Kcal

• β. απορροφώνται 8,8 Kcal

• γ. απορροφώνται 4,4 Kcal

• δ. απορροφώνται 26,4 Kcal

Answer explanation

n= m/Mr = 1,2 /2 =0,6 moles Υδρογόνου

Για το σχηματισμό 3 mol Η2 απαιτούνται 22 Kcal

Για 0,6 mole x

-------------------------------------------------------------

x=0,6. 22 / 3 = 0,2 .22 =4,4 Kcal

Ποιο από τα παρακάτω φαινόμενα είναι εξώθερμο:

• α. I2(g) → 2I(g)

• β. I2(s) → I2(g)

• γ. πήξη νερού

• δ. εξάτμιση οινοπνεύματος

Answer explanation

Τα στερεά έχουν το χαμηλότερο ενεργειακό περιεχόμενο σε σχέση με τα υγρά και τα αέρια έχουν το υψηλότερο ενεργειακό περιεχόμενο όλων .

H solid < H liquid < H gas

Το διπλανό σχήμα παρουσιάζει ορισμένους θερμοχημικούς κύκλους.

Από τις παρακάτω μαθηματικές σχέσεις για τις μεταβολές ενθαλπίας:

I. ΔΗ1 + ΔH2 = ΔH5

II. ΔΗ5 + ΔH2 = ΔH1

III. ΔΗ5 + ΔH1 = ΔH2

IV. ΔΗ3 + ΔH2 = ΔH4

V. ΔΗ4 + ΔH2 = ΔH3

σωστές είναι:

• α. μόνο η II

• β. μόνο η III

• γ. μόνο οι III και IV

• δ. όλες

Δίνεται ο θερμοχημικός κύκλος, όπου αναφέρεται στο μετασχηματισμό του τριοξειδίου του θείου SO3 και διοξειδίου του θείου SO2 με τα συστατικά τους στοιχεία.

α) Ποια σχέση συνδέει τις ΔΗ1, ΔΗ2 και ΔΗ3 ;

• ΔΗ3 - ΔΗ1 + ΔΗ2=0

• ΔΗ3 -ΔΗ1 - ΔΗ2=0

• ΔΗ3 + ΔΗ1 + ΔΗ2=0

• ΔΗ1 + ΔΗ2- ΔΗ3 =0

Answer explanation

ΔΗ3 = ΔΗ1 + ΔΗ2

οποτε

ΔΗ3 - ΔΗ1 -ΔΗ2=0

Όταν 1 mol Η2(g) και 0,5 mol Ο2(g) αντιδρούν προς παραγωγή 1 mol Η2O(g) τότε εκλύεται θερμότητα 242 kJ, ενώ όταν 1 mol Η2(g) και 0,5 mol Ο2(g) αντιδρούν προς παραγωγή 1 mol Η2O(ℓ) τότε το αντίστοιχο ποσό θερμότητας είναι 285 kJ. Για την εξαέρωση 1,8 kg υγρού νερού, απαιτείται θερμότητα (σε kJ) ίση με:

(Να γράψετε μόνο την αριθμητική τιμή )(εννοείται μονάδα το Kj )

Για ορισμένες από τις αντιδράσεις του κύκλου δίνονται οι θερμοχημικές εξισώσεις:

(Ι) : Α(g) → Γ(g) ΔΗ = − 10 kJ.

(ΙΙ) : Δ(g) → Β(g) ΔΗ = + 90 kJ.

(ΙΙΙ):Α(g) → Δ(g) ΔΗ = + 20 kJ.

Από αυτές σωστές είναι οι:

• α. Ι και ΙΙ

• β. Ι και ΙΙΙ

• γ. ΙΙ και ΙΙΙ

• δ. Όλες

Από ενεργειακή άποψη, είναι προτιμότερο να πληρώσουμε 24 L βενζίνης στην τιμή των 25 L,

παρά να μας πουλήσουν 25 L βενζίνης που περιέχει 4 % v/v νερό.

• Και στις δυο περιπτώσεις η ωφέλιμη ενέργεια είναι ίδια

  εφόσον η ποσότητα βενζίνης είναι ίδια

• Στην 2η περίπτωση η Ωφέλιμη ενέργεια είναι περισσότερη εφόσον η ποσότητα βενζίνης ίδια και στη συνολική ενέργεια προστίθεται και η Ενέργεια εξαέρωσης του νερού

• Στην 1η περίπτωση η ωφέλιμη ενέργεια είναι λιγότερη εφόσον η ποσότητα βενζίνης είναι μικρότερη

• Στην 2η περίπτωση η ωφέλιμη ενέργεια είναι λιγότερη εφόσον η ποσότητα βενζίνης ίδια αλλά από τη συνολική ενέργεια αφαιρείται η Ενέργεια εξαέρωσης του νερού

Answer explanation

Στην 1η περίπτωση, θα καούν 24 L βενζίνης και θα παραχθεί το αντίστοιχο ποσό ενέργειας. Στη 2η περίπτωση, το μίγμα περιέχει 4 100 ⋅ 25=1 L νερό και 25−1 = 24 L βενζίνης. Όμως, ένα μέρος της εκλυόμενης θερμότητας από την καύση των 24 L βενζίνης θα δαπανηθεί για την εξάτμιση του 1 L νερού, με αποτέλεσμα η συνολικά εκλυόμενη ενέργεια να είναι μικρότερη σε σχέση με την 1η περίπτωση.

Πρότυπη κατάσταση μιας ουσίας είναι η πιο σταθερή μορφή της, σε πίεση 1 atm και θερμοκρασία 0°C.

• Σωστό

• Λάθος

Answer explanation

Οι συνθήκες για την πρότυπη κατάσταση είναι πίεση 1 atm και θερμοκρασία 25°C και C-1M για τα διαλύματα. Πίεση 1 atm και θερμοκρασία 0°C αφορά τις συνθήκες STP.