Sterpis Chemistry Academy
SC-THERMO-001 - Σχηματισμός ZnO και ενθαλπία αντίδρασης
Πρωτότυπη άσκηση Θερμοχημείας Γ΄ Λυκείου
Διδακτικός στόχος
✔ Να υπολογίζεις την ενθαλπία μιας θερμοχημικής εξίσωσης από τη θερμότητα σχηματισμού δεδομένης μάζας προϊόντος.
✔ Να μετατρέπεις σωστά μάζα προϊόντος σε mol.
✔ Να συνδέεις την εκλυόμενη θερμότητα με τη στοιχειομετρία της αντίδρασης.
✔ Να υπολογίζεις τη μάζα αντιδρώντος από δεδομένο ποσό θερμότητας.
Εκφώνηση
Το οξείδιο του ψευδαργύρου σχηματίζεται σύμφωνα με τη θερμοχημική εξίσωση:
2Zn(s) + O2(g) → 2ZnO(s) ΔH = ;
Κατά τον σχηματισμό 4,05 g ZnO ελευθερώνονται 17,5 kJ θερμότητας.
- Να υπολογίσετε την ενθαλπία ΔH της αντίδρασης, όπως αυτή είναι γραμμένη.
- Ορισμένη ποσότητα Zn αντιδρά πλήρως με περίσσεια O2, οπότε ελευθερώνονται 140 kJ. Να υπολογίσετε τη μάζα του Zn που αντέδρασε.
Δίνονται: Ar(Zn)=65, Ar(O)=16.
Προσπάθησε μόνος σου
Μετέτρεψε πρώτα τη δοσμένη ποσότητα σε mol και σύνδεσε τη θερμότητα με τη θερμοχημική εξίσωση. Πρόσεξε ιδιαίτερα το πρόσημο της ΔH.
Καθοδηγούμενη βοήθεια
Εμφάνιση 1ης βοήθειας
Υπολόγισε πρώτα τη σχετική μοριακή μάζα του ZnO και τα mol που αντιστοιχούν στα 4,05 g.
Εμφάνιση 2ης βοήθειας
Η θερμοχημική εξίσωση, όπως είναι γραμμένη, σχηματίζει 2 mol ZnO.
Εμφάνιση 3ης βοήθειας
Στο δεύτερο ερώτημα σύνδεσε τα 140 kJ με τα 2 mol Zn που εμφανίζονται στην εξίσωση.
Πλήρης λύση
α) Υπολογισμός της ΔH
Mr(ZnO)=65+16=81
n(ZnO)=4,05/81=0,050 mol
Για τον σχηματισμό 0,050 mol ZnO ελευθερώνονται 17,5 kJ. Η εξίσωση σχηματίζει 2 mol ZnO, άρα:
|ΔH|=17,5·2/0,050=700 kJ
Επειδή ελευθερώνεται θερμότητα, η αντίδραση είναι εξώθερμη:
ΔH=-700 kJ
β) Υπολογισμός της μάζας Zn
Από τη θερμοχημική εξίσωση:
2 mol Zn ↔ 700 kJ
n(Zn)=2·140/700=0,40 mol
m(Zn)=0,40·65=26 g
Τελικές απαντήσεις: α) ΔH=-700 kJ β) m(Zn)=26 g.
Συχνά λάθη μαθητών
- Θεωρούν ότι τα 17,5 kJ αντιστοιχούν σε 1 mol ZnO αντί για 0,050 mol.
- Δεν ανάγουν τη θερμότητα στα 2 mol ZnO της εξίσωσης.
- Γράφουν θετικό πρόσημο στη ΔH, ενώ η θερμότητα ελευθερώνεται.
- Στο β) χρησιμοποιούν τη μοριακή μάζα του ZnO αντί για την ατομική μάζα του Zn.
Τι θα μπορούσε να ρωτήσει ακόμη ο εξεταστής;
- Να υπολογιστεί η θερμότητα που εκλύεται κατά τον σχηματισμό 16,2 g ZnO.
- Να υπολογιστεί η μάζα O₂ που απαιτείται όταν ελευθερώνονται 350 kJ.
- Να γραφεί η θερμοχημική εξίσωση διάσπασης του ZnO.
Συνδέεται με
Θερμοχημική εξίσωση • Στοιχειομετρία • Mol και μάζα • Εξώθερμη αντίδραση