Номер 1, страница 81, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Дано термохимическое уравнение синтеза аммиака: $N_2(\text{г}) + 3H_2(\text{г}) = 2NH_3(\text{г}) + 92 \text{ кДж}.$

Рассчитайте, сколько теплоты выделится при образовании:

а) 0,5 моль;

б) 10 г;

в) 10 л (н. у.) аммиака.

Дано:

Термохимическое уравнение: $N_2(г) + 3H_2(г) = 2NH_3(г) + 92 \text{ кДж}$

а) Количество вещества аммиака: $n(NH_3) = 0,5 \text{ моль}$

б) Масса аммиака: $m(NH_3) = 10 \text{ г}$

в) Объем аммиака (н. у.): $V(NH_3) = 10 \text{ л}$

Молярная масса аммиака: $M(NH_3) = M(N) + 3 \cdot M(H) = 14 + 3 \cdot 1 = 17 \text{ г/моль}$

Молярный объем газа (н. у.): $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$

Найти:

Количество теплоты, выделившейся в каждом случае: $Q_a, Q_b, Q_c$

Решение:

Из данного термохимического уравнения следует, что при образовании 2 моль аммиака ($NH_3$) выделяется 92 кДж теплоты. Это соотношение мы будем использовать для всех расчетов.

а)

Рассчитаем, сколько теплоты ($Q_a$) выделится при образовании 0,5 моль аммиака. Составим пропорцию:

При образовании 2 моль $NH_3$ — выделяется 92 кДж теплоты.

При образовании 0,5 моль $NH_3$ — выделяется $Q_a$ кДж теплоты.

$\frac{2 \text{ моль}}{0,5 \text{ моль}} = \frac{92 \text{ кДж}}{Q_a}$

Отсюда находим $Q_a$:

$Q_a = \frac{0,5 \text{ моль} \cdot 92 \text{ кДж}}{2 \text{ моль}} = 23 \text{ кДж}$

Ответ: 23 кДж.

б)

Сначала найдем количество вещества аммиака ($\text{n}$) в 10 г, используя его молярную массу ($M = 17 \text{ г/моль}$):

$n(NH_3) = \frac{m(NH_3)}{M(NH_3)} = \frac{10 \text{ г}}{17 \text{ г/моль}} \approx 0,588 \text{ моль}$

Теперь составим пропорцию для расчета теплоты ($Q_b$):

При образовании 2 моль $NH_3$ — выделяется 92 кДж теплоты.

При образовании 0,588 моль $NH_3$ — выделяется $Q_b$ кДж теплоты.

$\frac{2 \text{ моль}}{0,588 \text{ моль}} = \frac{92 \text{ кДж}}{Q_b}$

Отсюда находим $Q_b$:

$Q_b = \frac{0,588 \text{ моль} \cdot 92 \text{ кДж}}{2 \text{ моль}} \approx 27,1 \text{ кДж}$

Ответ: 27,1 кДж.

в)

Сначала найдем количество вещества аммиака ($\text{n}$) объемом 10 л при нормальных условиях (н. у.), используя молярный объем газа ($V_m = 22,4 \text{ л/моль}$):

$n(NH_3) = \frac{V(NH_3)}{V_m} = \frac{10 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 0,446 \text{ моль}$

Теперь составим пропорцию для расчета теплоты ($Q_c$):

При образовании 2 моль $NH_3$ — выделяется 92 кДж теплоты.

При образовании 0,446 моль $NH_3$ — выделяется $Q_c$ кДж теплоты.

$\frac{2 \text{ моль}}{0,446 \text{ моль}} = \frac{92 \text{ кДж}}{Q_c}$

Отсюда находим $Q_c$:

$Q_c = \frac{0,446 \text{ моль} \cdot 92 \text{ кДж}}{2 \text{ моль}} \approx 20,5 \text{ кДж}$

Ответ: 20,5 кДж.