قانون هس و محاسبۀ آنتالپی واکنش

شیمی سؤال ۸۹ کنکور ۱۴۰۵

با توجه به معادلهٔ واکنش: $۲ NF X_{۳} (g) + Cu (s) N X_{۲} F X_{۴} (g) + CuF X_{۲} (s)$ ، $Δ H = - ۳۱۰ kJ$ ، و معادلهٔ واکنش‌های $(I)$ و $(II)$ ، آنتالپی واکنش $(III)$ ، برابر چند کیلوژول است؟

I) ۲ NF X_{۳} (g) + ۲ NO (g) N X_{۲} F X_{۴} (g) + ۲ NOF (g), Δ H = - ۸۳ kJ

II) ۲ NO (g) + F X_{۲} (g) ۲ NOF (g), Δ H = - ۳۲۰ kJ

III) Cu (s) + F X_{۲} (g) CuF X_{۲} (s), Δ H = ? kJ

- ۵۳۰

- ۵۴۷

- ۶۵۴

- ۶۹۶

پاسخ تشریحی

پاسخ: گزینهٔ ۲

برای به دست آوردن آنتالپی واکنش $(III)$ از قانون هس استفاده می‌کنیم. واکنش‌ها را طوری ترکیب می‌کنیم که مواد اضافی حذف شوند.

واکنش (I) را معکوس می‌کنیم و با واکنش داده‌شده جمع می‌کنیم:

N X_{۲} F X_{۴} + ۲ NOF ۲ NF X_{۳} + ۲ NO, Δ H = + ۸۳ kJ

۲ NF X_{۳} + Cu N X_{۲} F X_{۴} + CuF X_{۲}, Δ H = - ۳۱۰ kJ

حاصل جمع این دو واکنش به صورت زیر است:

Cu + ۲ NOF CuF X_{۲} + ۲ NO, Δ H = ۸۳ - ۳۱۰ = - ۲۲۷ kJ

اکنون واکنش (II) را بدون تغییر اضافه می‌کنیم:

Cu + F X_{۲} CuF X_{۲}, Δ H = - ۲۲۷ + (- ۳۲۰) = - ۵۴۷ kJ

چرا درست، چرا نادرست

گزینهٔ ۱نادرست
ΔH واکنش (III) برابر −۵۳۰ kJ است.
گزینهٔ ۲درست
ΔH واکنش (III) برابر −۵۴۷ kJ است.
گزینهٔ ۳نادرست
ΔH واکنش (III) برابر −۶۵۴ kJ است.
گزینهٔ ۴نادرست
ΔH واکنش (III) برابر −۶۹۶ kJ است.

از کتاب

گزینهٔ ۲

این خطوط قانون هس را بیان می‌کنند: ΔH واکنش هدف از جمع جبری ΔH واکنش‌هایی به دست می‌آید که با هم جمع می‌شوند. این همان اساس محاسبهٔ ΔH واکنش (III) است.صفحهٔ ۷۵ شیمی ۲

گزینهٔ ۲

در این مثال با وارونه کردن معادله، علامت ΔH قرینه می‌شود (ΔH_۵=+۸۹۰). در پرسش نیز واکنش (I) وارونه می‌شود و ΔH آن +۸۳ kJ می‌شود.صفحهٔ ۷۵ شیمی ۲

گزینهٔ ۲