Sterpis Chemistry Academy

SC-THERMO-007 - Καύση μείγματος C και S

Πρωτότυπη άσκηση Θερμοχημείας Γ΄ Λυκείου

ΚεφάλαιοΘερμοχημεία

ΥποενότηταΠοσοστιαία σύσταση - όγκος αερίων - άγνωστη ΔH

Δυσκολία🟡 6 / 10

Χρόνος20 λεπτά

Διδακτικός στόχος

✔ Να συνδέεις τη σύσταση κατά μάζα με τα mol των συστατικών.

✔ Να αξιοποιείς τον συνολικό όγκο των αέριων προϊόντων σε STP.

✔ Να υπολογίζεις τη θερμότητα που οφείλεται σε κάθε επιμέρους καύση.

✔ Να προσδιορίζεις άγνωστη ενθαλπία αντίδρασης.

Εκφώνηση

Ένα μείγμα περιέχει 36% w/w C και 64% w/w S και καίγεται πλήρως, σύμφωνα με τις θερμοχημικές εξισώσεις:

C_(s) + O_2(g) → CO_2(g) ΔH₁ = -400 kJ

S_(s) + O_2(g) → SO_2(g) ΔH₂ = ;

Από την καύση παράγεται αέριο μείγμα CO₂ και SO₂, όγκου 11,2 L σε STP, και ελευθερώνεται ποσό θερμότητας ίσο με 180 kJ.

Να υπολογίσετε τη σύσταση, σε g, του αρχικού μείγματος.
Να υπολογίσετε την ενθαλπία ΔH₂ της καύσης του S.

Δίνονται: A_r(C)=12, A_r(S)=32, V_m(STP)=22,4 L·mol⁻¹.

Προσπάθησε μόνος σου

Δούλεψε πρώτα αποκλειστικά με mol. Σύνδεσε κάθε ποσότητα ουσίας με τη θερμότητα της αντίστοιχης θερμοχημικής εξίσωσης.

Καθοδηγούμενη βοήθεια

Εμφάνιση 1ης βοήθειας

Θέσε m τη μάζα του μείγματος. Οι μάζες C και S είναι 0,36m και 0,64m.

Εμφάνιση 2ης βοήθειας

Τα mol CO₂ και SO₂ ισούνται αντίστοιχα με τα mol C και S που κάηκαν.

Εμφάνιση 3ης βοήθειας

Η συνολική εκλυόμενη θερμότητα είναι το άθροισμα των θερμοτήτων των δύο καύσεων.

Πλήρης λύση

α) Σύσταση του αρχικού μείγματος

Ο συνολικός αριθμός mol των αερίων προϊόντων είναι:

n_ολ=11,2/22,4=0,50 mol

Αν m είναι η μάζα του μείγματος:

n(C)=0,36m/12=0,03m

n(S)=0,64m/32=0,02m

0,03m+0,02m=0,50 ⇒ m=10 g

m(C)=0,36·10=3,6 g

m(S)=0,64·10=6,4 g

β) Υπολογισμός ΔH₂

n(C)=3,6/12=0,30 mol

n(S)=6,4/32=0,20 mol

Η καύση του C ελευθερώνει:

Q_C=0,30·400=120 kJ

Άρα η καύση του S ελευθερώνει:

Q_S=180-120=60 kJ

0,20 mol S → 60 kJ, 1 mol S → 300 kJ

ΔH₂=-300 kJ

Τελικές απαντήσεις: α) 3,6 g C και 6,4 g S β) ΔH₂=-300 kJ.

Συχνά λάθη μαθητών

Χρησιμοποιούν τη μάζα του μείγματος σαν να ήταν ήδη γνωστή.
Ξεχνούν ότι 1 mol C δίνει 1 mol CO₂ και 1 mol S δίνει 1 mol SO₂.
Δεν αφαιρούν τη θερμότητα που οφείλεται στην καύση του C.
Δίνουν θετικό πρόσημο στη ΔH₂, παρότι η καύση είναι εξώθερμη.

Τι θα μπορούσε να ρωτήσει ακόμη ο εξεταστής;

Να υπολογιστεί η % v/v σύσταση του αέριου μίγματος προϊόντων.
Να υπολογιστεί ο όγκος O₂ που καταναλώθηκε σε STP.

Συνδέεται με

Μείγματα • % w/w • STP • Θερμοχημικές εξισώσεις • Θερμικός ισολογισμός