Sterpis Chemistry Academy

SC-THERMO-003 - Προσδιορισμός αλκενίου και ενεργειακή αξιοποίηση

Πρωτότυπη άσκηση Θερμοχημείας Γ΄ Λυκείου

ΚεφάλαιοΘερμοχημεία

ΥποενότηταΚαύση αλκενίου - μοριακός τύπος - απαιτούμενη μάζα

Δυσκολία🟡 6,0 / 10

Χρόνος20 λεπτά

Διδακτικός στόχος

✔ Να προσδιορίζεις τον μοριακό τύπο αλκενίου από μάζα και θερμότητα καύσης.

✔ Να χρησιμοποιείς τον γενικό τύπο CνH₂ν και τη σχέση Mᵣ=14ν.

✔ Να υπολογίζεις την απαιτούμενη θερμότητα για δεύτερη αντίδραση.

✔ Να μετατρέπεις την απαιτούμενη θερμότητα σε μάζα καυσίμου.

Εκφώνηση

10,5 g ενός αλκενίου Α καίγονται πλήρως σύμφωνα με τη θερμοχημική εξίσωση:

C_νH_2ν + 3ν/2 O₂ → νCO₂ + νH₂O ΔH₁=-420 kcal

και ελευθερώνονται 105 kcal.

Να προσδιορίσετε τον μοριακό τύπο του αλκενίου Α.
Πόσα g από το αλκένιο Α πρέπει να καούν ώστε η θερμότητα που ελευθερώνεται να χρησιμοποιηθεί πλήρως για τον σχηματισμό 12 mol HI, σύμφωνα με:

H_2(g) + I_2(g) → 2HI_(g) ΔH₂=+15 kcal

Δίνονται: A_r(C)=12, A_r(H)=1.

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

Η καύση 1 mol αλκενίου εκλύει 420 kcal. Από τα 105 kcal βρες τα mol του αλκενίου που κάηκαν.

Εμφάνιση 2ης βοήθειας

Για αλκένιο CνH₂ν ισχύει M_r=12ν+2ν=14ν.

Εμφάνιση 3ης βοήθειας

Στη δεύτερη αντίδραση τα 15 kcal απαιτούνται για τον σχηματισμό 2 mol HI.

Πλήρης λύση

α) Προσδιορισμός του μοριακού τύπου

Η καύση 1 mol αλκενίου εκλύει 420 kcal.

n(A)=105/420=0,25 mol

M_r(A)=10,5/0,25=42

Για το αλκένιο C_νH_2ν:

M_r=12ν+2ν=14ν

14ν=42 ⇒ ν=3

A: C₃H₆

β) Υπολογισμός της απαιτούμενης μάζας

Από τη δεύτερη θερμοχημική εξίσωση:

2 mol HI απαιτούν 15 kcal

12 mol HI απαιτούν Q=15·12/2=90 kcal

Η καύση 1 mol C₃H₆ εκλύει 420 kcal, άρα για 90 kcal:

n(C₃H₆)=90/420=3/14 mol

m=n·M_r=(3/14)·42=9 g

Τελικές απαντήσεις: α) A=C₃H₆ β) m(C₃H₆)=9 g.

Συχνά λάθη μαθητών

Θεωρούν ότι η δοσμένη ΔH αντιστοιχεί στη μάζα των 10,5 g και όχι σε 1 mol αλκενίου.
Γράφουν Mᵣ=12ν+ν αντί για 12ν+2ν.
Θεωρούν ότι τα 15 kcal αντιστοιχούν σε 1 mol HI αντί για 2 mol HI.
Χρησιμοποιούν τη θετική ΔH₂ ως εκλυόμενη και όχι ως απορροφούμενη θερμότητα.

Τι θα μπορούσε να ρωτήσει ακόμη ο εξεταστής;

Να υπολογιστεί ο όγκος O₂ σε STP που απαιτείται για την καύση των 9 g C₃H₆.
Να υπολογιστεί η μάζα CO₂ που παράγεται.
Να υπολογιστεί η θερμότητα που περισσεύει αν καούν 12,6 g C₃H₆.

Συνδέεται με

Αλκένια • Καύση υδρογονανθράκων • Μοριακή μάζα • Ενεργειακή σύζευξη