مسائل محلولة على الكيمياء الحرارية Solved Problems on Thermochemistry

 مثال
(1): احسب حرارة تفاعل احتراق المیثان:
إذا
علمت أن حرارات التشكل (التكوین) القیاسیة للمواد المتفاعلة والناتجة عن التفاعل
ھي:

الحل:

مثال
(2): احسب قيمة
ΔHο للتفاعل التالي:

إذا
علمت أن:


الحل:
نقوم
بعمل التعدیلات اللازمة على التفاعلات السابقة من أجل أن یعطي مجموعھا المعادلة
الرئیسية:


وبجمع
المعادلات التي طرأ علیھا تغییر
(1.1 , 3.1)
والتي لم تتغير
(2)
نحصل على:


مثال (3): احسب قيمة ΔHο للتفاعل التالي:

إذا علمت أن:


الحل:


وبجمع المعادلات التي تغيرت
والتى لم يطرأ علیھا أى تغيير
(1.1 , 2 , 3.1 , 4) نحصل على:



أي لاثنین مول من الماء وبالتالي
فإنه لحساب التغیر في الإنثالبي لتكون مول واحد من الماء أي للمعادلة التالیة:

فإن قیمة حرارة التفاعل ھي:


مثال (4): احسب قيمة ΔHο للتفاعل
التالي:

علماً
بأن:


الحل:
للتبسیط
نضرب المعادلة الرئیسية باثنین لتصبح:



وبإجراء
التعدیلات اللازمة على المعادلات كالتالي:




وبجمع المعادلات التي طرأ
عليها تغيير
(1.1 , 2.1 , 3.1) نحصل على:



وللحصول على حرارة التفاعل
للمعادلة الرئیسية:



نقسم القیمة على اثنین أي
تصبح حرارة التفاعل:


مثال (5): احسب قيمة ΔHο للتفاعل
التالي:

علماً بأن:


الحل:


وبجمع المعادلتين (1.1 , 2.1) نحسب التغير في الانثالبي للتفاعل الرئيس
(المطلوب):


مثال (6): احسب قيمة ΔHο للتفاعل التالي:

علماً بأن:


الحل:


مثال(7): احسب قيمة ΔHο للتفاعل التالي:

إذا علمت أن متوسط طاقة الربط
بوحدة
:kJ/mol


الحل:


مثال(8): احسب قيمة ΔHο للتفاعل التالي:

إذا علمت أن متوسط طاقة الربط
بوحدة
:kJ/mol


الحل:


مثال(9): احسب قيمة ΔHο للتفاعل التالي:

إذا علمت أن متوسط طاقة الربط
بوحدة
:kJ/mol


الحل:

 مثال (10): إذا أضيفت 25 g  من
معدن عند درجة حرارة
90 Co إلى 50 g  من الماء عند درجة حرارة 25 Co فإن درجة حرارة الماء ترتفع إلى 29.8 Co فإذا علمت أن الحرارة النوعية للماء تساوي 4.184 J/g.Co فاحسب الحرارة النوعية للمعدن.

الحل:

كمية
الحرارة المفقودة من قبل المعدن = – كمية الحرارة المكتسبة


مثال (11): نقلت قطعة من
الحديد الصلب من الفرن عند
152 Co
 وغمرت في  125 g من الماء عند درجة حرارة 24.8 Co فارتفعت درجة الماء إلى 40.3 Co فما هي كتلة قطعة الصلب.
علماً
بأن الحرارة النوعية للحديد الصلب تساوي
0.12 J/g.Co والحرارة النوعية للماء تساوي 4.184 J/g.Co

الحل:

كمية
الحرارة المفقودة = – كمية الحرارة المكتسبة


مثال
(12): وضعت
5 g من الحديد حرارته 90 Co وحرارته النوعية  0.12 J/g.Co في إناء  يحتوي على 50 g  من الماء 25 Co  وحرارته النوعية  4.184 J/g.Co فاحسب درجة الحرارة النهائية.

الحل:

كمية
الحرارة المفقودة من قبل المعدن = – كمية الحرارة المكتسبة


مثال(13):
ألقيت قطعة من الألومنيوم وزنها
35 g  ودرجة حرارتها 100 Co في 32 g  من
الماء درجة حرارتها
23.75 Co فما هي درجة الحرارة النهائية للماء إذا
علمت أن الحرارة النوعية للألومنيوم تساوي
0.914 J/g.Co والحرارة النوعية للماء تساوي 4.184 J/g.Co

الحل:

كمية
الحرارة المفقودة = – كمية الحرارة المكتسبة


مثال (14): إذا أعطيت
التفاعل التالي:

(أ) احسب حرارة تكوين
مول واحد من
Al2O3 الصلب
(ب)
احسب حرارة تكوين
(10 g)  من Al2O3 الصلب
علماً
بأن الكتل الذرية
(Al = 27 , O
=16)

الحل:
(أ) المعادلة في السؤال تمثل تكوین الألمونيوم الصلب ولا تمثل تكوین
Al2O3 الصلب. لذلك فإن المعادلة الممثلة لتكوینھ ھي عكس المعادلة السابقة أي :

ومنه فإن كمیة الحرارة الناتجة عن تكوین
2mol Al2O3 كمیة الحرارة لمول واحد فإننا نقسم ھذه الكمیة على
2:

(ب)
حساب حرارة تكوين
(10 g)  من Al2O3 الصلب:
لحل هذة المسألة لابد من تحويل الكمية بالجرامات إلى الكمية بالمولات


وبالتالي
فإن كمية الحرارة الناتجة من تكون
0.098mol Al2O3 هي:


مثال
(15): لدیك
التفاعل التالي :

(أ) احسب حرارة التفاعل
لجرام واحد من
CaO
(ب) احسب
حرارة التفاعل المصاحبة لإنتاج
(100 g)  من  Ca(OH)2
علماً
بأن الكتل الذرية
(Ca = 40 , O
=16 , H=1)

الحل:
في الفقرتین (أ، ب) نحول الكمیة بالجرام إلى الكمیة بالمولات :


(أ)
حرارة التفاعل لجرام واحد من CaO ( 0.018 mol):


(ب)
حرارة التفاعل المصاحبة لإنتاج
(100 g)  من  Ca(OH)2 (1.35 mol):


مثال
(16): 
(أ)
احسب قيمة التغير في الإنثالبي التالي:

إذا
علمت أن:

(ب)
احسب كمية الحرارة المنطلقة من تفاعل
25 g من Na2O2 ؟

علماً
بأن الكتل الذرية
(Na = 23 , O
=16)

الحل:
(أ)
حساب
قیمة التغیر في الإنثالبي للتفاعل:



(ب)
نحول
أولاً كمیة المادة بالجرامات الى كمیة المادة بالمولات كما یلي:



ولحساب كمیة الحرارة المنطلقة من
(0.32 mol) 25 g Na2O2:



مثال(17): إذا احترقت
كمية من النفثالين
C10H8 في مسعر عند حجم ثابت يحتوي على  2000 g من الماء ، فإن درجة الحرارة ترتفع من 20.17 إلى 25.84 Co  فإذا علمت أن السعة الحرارية
للمسعر تساوي
4.184 J/g.Co والسعة الحرارية للماء  تساوي 4.184 J/g.Co (الكتل الذرية: C=12 , H=1).
(أ)
احسب
الحرارة المنطلقة نتیجة احتراق 1.435 g من النفثالین.
(ب)
احسب
كمیة الحرارة الناتجة من احتراق مول واحد من النفثالین.

الحل:
(أ)
نحول
كمیة المادة من جرامات الى مولات:



وبتطبیق العلاقة :
كمیة الحرارة المفقودة =  – (كمیة الحرارة المكتسبة من قبل المسعر + كمیة الحرارة المكتسبة من قبل الماء)



(ب)
حساب
كمیة الحرارة المنطلقة من احتراق مول واحد من النفثالین:
من
المسألة في الفقرة (أ) السابقة فإن :




المراجع:
أسس الكيمياء العامة والفيزيائية – الجزء الأول.عمر بن عبد الله الهزازي ، قسم الكيمياء- كلية العلوم – جامعة أم القرى – المملكة العربية السعودية

شاهد أيضاً

التوتر السطحي – ظاهرة البلل – الخاصية الشعرية

في هذا الموضوع سوف نستعرض العلاقة بين التوتر السطحي وظاهرة البلل والخاصية الشعرية ثم نتناول …

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *