Termokémia – emelt szintű érettségi feladatok

Vissza a termokémia témakörre!

4/e-1 (2002 V/2)

A szintézisgázt az alábbi reakcióval állítják elő:
C(sz) + H₂O(g) ↔ CO(g) + H₂(g)

Számítsa ki a folyamat reakcióhőjét az alábbi adatok felhasználásával:
C(sz) + O₂(g) → CO₂(g)        Δ_rH₁ = -394 kJ / mol
2 CO(g) + O₂(g) → 2 CO₂(g)     Δ_rH₂ = -566 kJ / mol
2 H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O(g)     Δ_rH₃ = -484 kJ / mol

Állapítsa meg, hogy a szintézisgáz képződésének egyensúlyi állapotát hogyan befolyásolja a hőmérséklet emelése, illetve a nyomás növelése! Válaszait indokolja meg!

 

4/e-2 (2003 V/1)

Számítsa ki, hogy melyik esetben szabadul fel több energia, ha 1 kg szenet, vagy ha 1 kg propángázt égetünk el? Írja fel a lejátszódó reakciók egyenleteit is!

Δ_kH(CO₂) = -394 kJ/mol; Δ_kH(H₂O(g)) = -242 kJ/mol;
Δ_kH(C₃H₈) = -105 kJ/mol; Ar(C) = 12,0; Ar(H) = 1,0

 

4/e-3 (2004. május, 7. feladat)

Egy fehér, szilárd anyagról megállapították, hogy valamilyen szervetlen nátriumsó. Sósavban oldva szén-dioxid-gáz fejlődését tapasztalták. Mérések szerint a vegyület 2,650 grammjának sósavas oldása során 700 J hő szabadult fel.

1. Az alábbiak közül melyik vizsgálattal lehetett azonosítani a vegyület nátriumtartalmát?(Egyszerű választás)

A) A vegyület vízben való jó oldhatósága alapján.
B) A vegyület vizes oldatának lúgos kémhatása alapján.
C) A vegyület színe alapján.
D) Jellemző szín lángfestése alapján.
E) Azzal, hogy a vegyület vizes oldata ezüst-nitrát-oldattal jellemző színű csapadékot képez.

2. Válassza ki az alábbiak közül a szén-dioxid-gázra vonatkozó összes jellemző kísérleti tapasztalat betűjelét!

a) Színtelen.
b) Színes.
c) Szagtalan.
d) Szúrós szagú.
e) A fejlődő gázzal töltött szappanbuborék felfelé száll.
f) A fejlődő gázzal töltött szappanbuborék lefelé száll.
g) A fejlődő gáz a brómos vizet elszínteleníti.
h) A fejlődő gáz a Lugol-oldatban sötétkék színreakciót okoz.
i) A fejlődő gáz a meszes vízből csapadékot választ ki.

3. A vizsgált vegyület azonosításához írja fel a lehetséges kémiai reakciók ionegyenletét, számítsa ki a reakcióhőt, majd a feladat adatai alapján határozza meg, melyik vegyületről van szó!

Képződéshők:

Δ_kH[H₂O(f)] = –286 kJ/mol, ΔkH[H⁺(aq)] = 0,00 kJ/mol,
Δ_kH[NaHCO₃(sz)] = –948 kJ/mol, ΔkH[Na⁺(aq)] = –240 kJ/mol,
Δ_kH[Na₂CO₃(sz)] = –1132 kJ/mol, ΔkH[CO₂(g)] = –394 kJ/mol,
Δ_kH[Na₂CO₃ · 10 H₂O(sz)] = –4082 kJ/mol)

 

4/e-4 (2005. október, 6. feladat)

A répacukor egy viszonylag összetett vegyület, elemeiből közvetlenül nem lehet előállítani, képződéshője mégis meghatározható!
Ha 5,000 g répacukrot tökéletesen elégetünk, 82,69 kJ hő szabadul fel, miközben folyékony víz keletkezik.

Ismerjük még az alábbi reakcióhőket:
C(sz) + O₂(g) = CO₂(g) Δ_rH₁= –394,0 kJ/mol
2 H₂(g) + O₂(g) = 2 H₂O(f) Δ_rH₂= –572,0 kJ/mol.

Írja fel a tökéletes égés reakcióegyenletét, határozza meg a reakcióhőt, majd számítsa ki a répacukor képződéshőjét!

 

4/e-5 (2007. május, 8. feladat)

Ismeretlen összetételű, oxigéntartalmú, egyértékű szerves vegyületet vizsgálunk. 1,84 g tömegű mintája 0,920 g nátriummal reagál, miközben 490 cm³ 25 ^oC-os, standard nyomású gáz fejleszthető. Ugyanekkora tömegű mintáját elégetve 2,16 g víz keletkezik.

a) Számítással határozza meg az ismeretlen vegyület molekulaképletét!
b) Írja fel a lejátszódó kémiai folyamatok reakcióegyenletét!
c) Mennyi hő szabadul fel a feladatban szereplő égetési kísérletben? (Használja a függvénytáblázat adatait! A keletkező vizet folyékony halmazállapotúnak tekintsük!)

 

4/e-6 (2009. május, 6. feladat)

A kén-trioxid forráspontja 45,0 °C, 450 °C feletti hőmérsékleten egyensúlyi reakcióban kéndioxidra és oxigénre kezd bomlani, 1000 °C környékén pedig a bomlás gyakorlatilag teljessé válik. A kén-trioxid legfontosabb ipari előállítási módja a kén-dioxid oxigénnel való oxidációja, amely csak magasabb hőmérsékleten megy végbe mérhető sebességgel.

Δ_kH(SO₂(g)) = –297 kJ/mol; Δ_kH(SO₃(g)) = –396 kJ/mol

a) Írja fel a kén-trioxid előállítási folyamatának reakcióegyenletét!
b) Számítsa ki a folyamat reakcióhőjét a megadott képződéshők alapján!
c) Az ipari eljárás során a hőmérsékletet 400-500 °C-ra állítják be. Ezen adat és a reakcióhő összevetése alapján értelmezze, miért elengedhetetlenül szükséges, hogy a szintézis során vanádium(V)-oxid katalizátort alkalmazzunk?
d) Hogyan befolyásolja a folyamat egyensúlyát, ha a reakciótérben a nyomást megnöveljük?
e) A kén-trioxid ipari előállításának a kénsavgyártás miatt van a legnagyobb jelentősége. Írja fel a kén-trioxid vízben, illetve tömény kénsavban való elnyeletésének reakcióegyenleteit!

 

4/e-7 (2009. október, 9. feladat)

Egy standard nyomású, 25,0 °C-os gázelegy etánt és egy szintén két szénatomos amint tartalmaz.

A gázelegy a brómos vizet nem színteleníti el, sósavba vezetve viszont térfogatának 60,00%-a elnyelődik. A gázelegy 10,00 dm³-ét oxigéngázban tökéletesen elégetve 671,3 kJ hő szabadul fel. (A forró füstgáz szén-dioxidot, vízgőzt, nitrogént és oxigént tartalmaz.)

Képződéshő adatok:
Δ_kH(C₂H₆(g)) = – 84,6 kJ/mol
Δ_kH(CO₂(g)) = – 394,0 kJ/mol
Δ_kH(H₂O(f)) = – 286,0 kJ/mol
Δ_kH((CH₃)₂NH(g)) = – 46,7 kJ/mol
Δ_kH(CH₃CH₂NH₂(g)) = – 87,4 kJ/mol

a) Határozza meg a kiindulási gázelegy térfogatszázalékos összetételét!
b) Számítsa ki az etán, majd a kísérlet adataiból az ismeretlen amin égetésének reakcióhőjét!
c) A rendelkezésére álló adatok segítségével, az ismeretlen képződéshőjének kiszámításával azonosítsa az ismeretlen gázt és adja meg a nevét!

 

4/e-8 (2010. május, 8. feladat)

Az iparban az acetilént a metán 1200 ºC-on történő hőbontásával gyártják. A folyamathoz szükséges hőt a metán tökéletes égetésével biztosítják.

a) Írja fel a metán hőbontásának, illetve égetésének termokémiai reakcióegyenletét, majd számítsa ki a reakcióhőket (a metán égésénél vízgőz keletkezik)!

A képződéshők: Δ_kH [CO₂(g)] = –394 kJ/mol; Δ_kH [H₂O (g)] = –242 kJ/mol; Δ_kH [CH₄(g)] = –74,9 kJ/mol; Δ_kH [C₂H₂ (g)] = +227 kJ/mol

b) Hány m³ 25 ºC-os, standard nyomású metánra van szükségünk 25,0 mol acetilén előállításához, ha a metán égetésénél felszabaduló hőnek csupán 60,0%-át tudjuk a hőbontás során hasznosítani? (Tekintsük úgy, hogy a metán hőbontása egyirányban, 100%-os átalakulással megy végbe!)
c) Hány m³ térfogatot töltene ki a kapott acetilén az előállítás hőmérsékletén? (A nyomást tekintsük 101 kPa-nak!)

 

4/e-9 (2010. október, 8. feladat)

Kálium-kloridból (KCl) és nátrium-kloridból (NaCl) álló porkeverék 3,00:1,00 anyagmenynyiség-arányú összetételét vizsgáljuk.

Az alábbi adatokat ismerjük:
ΔoldáshőH(KCl) = +18,3 kJ/mol; ΔoldáshőH (NaCl) = +4,20 kJ/mol;
Δ_kH(Cl⁻(aq)) = −168 kJ/mol; ΔkH(Ag⁺(aq)) = +106 kJ/mol;
Δ_kH(AgCl) = −127 kJ/mol;

a) Számítsa ki a porkeverék oldáshőjét!
b) 10,0 g porkeveréket vízben oldunk, majd az oldatból AgNO₃ vizes oldatával az összes kloridiont csapadék formájában leválasztjuk. Írja fel a csapadékképződés ionegyenletét! Számítsa ki a csapadékképződés reakcióhőjét! Számítsa ki a 10,0 g porkeverék oldódását és a csapadékképződést kísérő összes hőmennyiséget, ha feltételezzük, hogy a két oldat keveredése nem jár hőmennyiség-változással!

 

4/e-10 (2011. május, 8. feladat)

A háztartásokban használt fűtőgáz metánt, etánt és szén-dioxidot tartalmaz. Egy kisebb lakás fűtésére átlagosan 1,96 m³ fűtőgáz fogy el naponta (25,0 °C, standard nyomás). Ezalatt 6,606⋅10⁴ kJ energia szabadul fel, és összesen 2,156 m³ 25,0 °C-os, standard nyomású széndioxid jut ki a légtérbe.

Δ_kH(CH₄(g)) = –74,9 kJ/mol, Δ_kH(C₂H₆(g)) = –83,4 kJ/mol, Δ_kH(CO₂(g)) = –394 kJ/mol, Δ_kH(H₂O(g)) = –242 kJ/mol

a) Írja fel a fenti gáz égésekor lejátszódó folyamatok reakcióegyenletét!
b) Számítsa ki a metán és az etán égéshőjét a megadott adatok alapján!
c) Számítsa ki a feladatban szereplő fűtőgáz térfogat%-os összetételét!

 

4/e-11 (2013. május, 8. feladat)

A 2,2,3,3-tetrametilbután képződéshőjének megállapítására 1,00 g szénhidrogént tökéletesen elégetünk. A mérések szerint 48,25 kJ hő szabadul fel. A folyamat során cseppfolyós víz képződik.

Írja fel a vegyület égésének reakcióegyenletét, számítsa ki a reakcióhőt, majd a vegyület képződéshőjét!
(Δ_kH(CO₂(g)) = –394 kJ/mol, Δ_kH(H₂O(f)) = –286 kJ/mol)

 

4/e-12 (2013. október, 7. feladat)

489 mg nitrálóelegyet (tömény kénsav és tömény salétromsav nem vízmentes elegyét) vízzel pontosan 100 cm³-re hígítunk. Az így kapott savoldat semlegesítéséhez 8,74 cm³ 3,74 tömegszázalékos 1,04 g/cm³ sűrűségű nátrium-hidroxid oldat szükséges. A semlegesítés után (azonos hőmérsékletű) bárium-nitrát oldatot öntünk az oldathoz. A szulfát-csapadék keletkezése közben 66,5 J hőfejlődés tapasztalható.

a) Írja fel a csapadék képződésének ionegyenletét, és határozza meg a folyamat reakcióhőjét! Δ_kH(BaSO₄(sz))= –1466 kJ/mol, Δ_kH(Ba²⁺⁽aq))= –538 kJ/mol, Δ_kH(SO₄^2–(aq))= –909 kJ/mol
b) Határozza meg, hány tömegszázalék kénsavat illetve salétromsavat tartalmaz a nitrálóelegy!

 

4/e-13 (2014. október, 6 feladat)

A Központi Statisztikai Hivatal szerint a 2010. évben Magyarország teljes kén-dioxid kibocsátása 83 130 tonna volt. A füstgázok kén-dioxid tartalma csökkentésének egyik lehetséges módja, ha kén-hidrogén (dihidrogén-szulfid) tartalmú gáz felhasználásával „lecsapatjuk” a ként.

Δ_kH(H₂S(g)) = –20,6 kJ/mol, Δ_kH(SO₂(g)) = –296,8 kJ/mol, Δ_kH(H₂O(f)) = –285,8 kJ/mol
Ar(H) = 1,00; Ar(O) = 16,0; Ar(S) = 32,1;

a) Írjon egy példát a kén-dioxid környezetkárosító hatására!
b) Rendezze a kén-hidrogén és kén-dioxid között lejátszódó reakció egyenletét!
H₂S(g) + SO₂(g) = S(sz) + H₂O(f)
c) A megadott adatok alapján számítsa ki a fenti reakció reakcióhőjét 1 mol kéndioxidra vonatkoztatva!
d) Ha az ország kén-dioxid kibocsátását 1,00%-kal csökkentették volna ennek a reakciónak alkalmazásával, mekkora energiaváltozás kísérte volna a reakciót?
e) Hány tonna kén keletkezett volna a reakció során?
f) A fentiek alapján írjon két tényezőt, ami előnyössé teszi a fenti reakció alkalmazását!
g) Ha a kén-dioxid-tartalmú gázt fölös mennyiségű nátrium-hidroxid-oldaton vezetjük keresztül, szintén csökken a kén-dioxid-tartalom. Válaszát reakcióegyenlet felírásával indokolja!

 

4/e-15 (2015. október, 8. feladat)

A buta-1,3-dién hidrogénnel történő telítésének reakcióhőjét akarjuk meghatározni. Az alábbi adatok állnak rendelkezésünkre:
− 2,50 g buta-1,3-dién tökéletes elégetésekor 114 kJ hő szabadul fel, miközben vízgőz keletkezik.
− 2,50 g bután az előzővel azonos körülmények közötti elégetése során szintén 114 kJ hő szabadul fel.
− A vízgőz képződéshője: −242 kJ/mol.

Írja fel a buta-1,3-dién hidrogénnel történő telítésének reakcióegyenletét! A megadott adatok alapján számítsa ki a reakcióhőt!

 

4/e-16 (2016. május, 8. feladat)

A diizopropil-éter az éternél kevésbé illékony, tűzveszélyes folyadék, sűrűsége 0,725 g/cm³.
A képződéshőjének meghatározására 0,500 cm³ diizopropil-étert – megfelelő berendezésben – tökéletesen elégettek, így 14,24 kJ hő felszabadulását mértek. (A mérés során a víz lecsapódik.)

a) Írja fel a diizopropil-éter tökéletes égésének termokémiai reakcióegyenletét, majd határozza meg az egyenlethez tartozó reakcióhőt!
b) Határozza meg a diizopropil-éter képződéshőjét! Számításához használja a négyjegyű függvénytáblázatban található adatokat!

 

4/e-17 (2016. október, 9. feladat)

Folyamat	Egyenlet	A folyamatot kísérő energiaváltozás (kJ/mol)
A NaBr rácsenergiája	NaBr(sz) = Na+(g) + Br–(g)	+729
A NaBr képződéshője	Na(sz) + 0,5 Br2(f) = NaBr(sz)	–361
A Br2 párolgáshője és kötési energiája együttesen	Br2(f) = 2 Br(g)	+190
A Na rácsenergiája	Na(sz) = Na(g)	+100
A Na első ionizációs energiája	Na(g) = Na+(g) + e–	+502
A Br elektronaffinitása	a)	b)

 Ismertek a következő folyamatokat kísérő energiaváltozások.

a) Írja fel a hiányzó folyamatot leíró reakcióegyenletet! (A Br elektronaffinitása.)
b) Számítsa ki a fenti adatok felhasználásával az a) pontban felírt folyamat energiaváltozását!

 

4/e-18 (2018. május, 6. feladat)

Egy nyílt láncú, telített szénhidrogénből és a tökéletes égéséhez szükséges mennyiségű oxigénből álló gázelegy 200 cm³ térfogatú, 150 ^oC hőmérsékletű elegyét meggyújtjuk. A robbanást követően az égéstermékek össztérfogata a kiindulási hőmérsékleten és nyomáson mérve 240 cm³.

a) Írja fel a szénhidrogén égésének általános reakcióegyenletét!
b) Határozza meg a szénhidrogén képletét!
c) Határozza meg a szénhidrogén képződéshőjét, ha tudjuk, hogy 25 °C-on, standard légköri nyomáson 1,00 grammját elégetve 49,4 kJ hő szabadul fel! (Ha nem sikerült a szénhidrogént azonosítania, számításait a propánnal végezze el!)

Δ_kH(H₂O(f)) = – 286 kJ/mol Δ_kH(CO₂(g)) = – 394 kJ/mol

 

4/e-19 (2018. október, 7. feladat)

Egy égetett meszes zacskó tartalmának tömege, nedves helyen és szabad levegőn állás közben, megnőtt. A zacskóban lévő porszerű anyag egyenletes összekeverését (homogenizálását) követően kis mintákat veszünk belőle és vizsgálatokat végzünk velük:
Az egyik mintát 10,0 %-os sósavba téve a por gázfejlődés nélkül feloldódik.
A másik, 1,15 g tömegű mintát kaloriméterben (hőmennyiség meghatározására szolgáló készülék) sósavval reagáltatjuk, és mérjük mennyi hő szabadul fel: 3,47 kJ hő felszabadulását mérjük.

a) Mire utal a gázfejlődés nélküli feloldódás a sósavban?
b) A tapasztalatokat is figyelembe véve mitől nőtt meg az égetett mész tömege állás közben?
c) Írja fel a porminta sósavban való feloldódásakor végbemenő reakciók ionegyenletét és számítsa ki a reakcióhőket! Ehhez a következő képződéshő-adatok közül választhatja ki a szükségeseket:

HCl(g): –92,5 kJ/mol             H⁺(aq): 0,00 kJ/mol
CaO(sz): –636 kJ/mol           OH^–(aq): –230 kJ/mol
Ca(OH)₂(sz): –987 kJ/mol     Cl^–(aq):–168 kJ/mol
CaCl₂(sz): –796 kJ/mol         H₂O(f): –286 kJ/mol
Ca²⁺⁽aq): –543 kJ/mol

d) Számítással határozza meg, hogy az égetett mész hány százaléka alakult át állás közben!

 

Vissza a termokémia témakörre!