Какова теплота, выделяющаяся при гидролизе 68.4 г сахарозы, если теплоты сгорания α-D-глюкозы, β-D-фруктозы и сахарозы равны 2802, 2810 и 5644 кДж/моль соответственно? Также, сколько теплоты выделилось или поглотилось при превращении 126 г глюкозы во фруктозу? Рассчитайте тепловой эффект (по модулю) для данного превращения с точностью до десятых.

Химия 11 класс Термохимия теплота гидролиза сахарозы теплота сгорания глюкозы теплота сгорания фруктозы тепловой эффект превращения расчет теплового эффекта химия 11 класс физическая химия энтальпия реакции Новый

Для решения задачи нам нужно сначала определить, сколько теплоты выделяется при гидролизе сахарозы, а затем рассчитать теплоту, которая выделяется или поглощается при превращении глюкозы во фруктозу.

Шаг 1: Определение количества моль сахарозы

Сначала нам необходимо рассчитать количество моль сахарозы (C12H22O11) в 68.4 г. Для этого используем формулу:

Количество моль = масса / молярная масса

Молярная масса сахарозы:

• C: 12 г/моль × 12 = 144 г/моль
• H: 1 г/моль × 22 = 22 г/моль
• O: 16 г/моль × 11 = 176 г/моль

Итак, молярная масса сахарозы составляет: 144 + 22 + 176 = 342 г/моль.

Теперь рассчитаем количество моль сахарозы:

Количество моль сахарозы = 68.4 г / 342 г/моль ≈ 0.200 моль.

Шаг 2: Расчет теплоты, выделяющейся при гидролизе сахарозы

Гидролиз сахарозы можно представить следующим образом:

C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6

Теплота реакции (ΔH) будет равна разности теплоты сгорания продуктов и исходного вещества:

ΔH = (2 × теплота сгорания глюкозы + 2 × теплота сгорания фруктозы) - теплота сгорания сахарозы.

Подставим известные значения:

• Теплота сгорания глюкозы = 2802 кДж/моль
• Теплота сгорания фруктозы = 2810 кДж/моль
• Теплота сгорания сахарозы = 5644 кДж/моль

ΔH = (2 × 2802 + 2 × 2810) - 5644 = (5604 + 5620) - 5644 = 11124 - 5644 = 5480 кДж/моль.

Теперь, учитывая, что у нас 0.200 моль сахарозы, мы можем рассчитать общее количество теплоты, выделяющееся при гидролизе:

Q = 0.200 моль × 5480 кДж/моль = 1096 кДж.

Шаг 3: Расчет теплоты при превращении глюкозы во фруктозу

Теперь рассчитаем теплоту, которая выделяется или поглощается при превращении глюкозы во фруктозу. Это превращение можно считать как:

C6H12O6 → C6H12O6 (фруктоза)

Теплота реакции будет равна разности теплоты сгорания глюкозы и фруктозы:

ΔH = теплота сгорания глюкозы - теплота сгорания фруктозы = 2802 - 2810 = -8 кДж/моль.

Теперь определим, сколько моль глюкозы в 126 г:

Молярная масса глюкозы (C6H12O6) = 6 × 12 + 12 × 1 + 6 × 16 = 180 г/моль.

Количество моль глюкозы = 126 г / 180 г/моль ≈ 0.700 моль.

Теперь рассчитаем теплоту для 0.700 моль:

Q = 0.700 моль × (-8 кДж/моль) = -5.6 кДж.

Ответ:

• Теплота, выделяющаяся при гидролизе 68.4 г сахарозы: 1096 кДж.
• Теплота, выделившаяся или поглощенная при превращении 126 г глюкозы во фруктозу: 5.6 кДж (по модулю).