Номер 1, страница 268 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 57. Тепловые эффекты химических реакций. Глава 6. Теоретическое описание химических реакций - номер 1, страница 268.

Условие.

1. При сгорании 1 моль водорода в кислороде с образованием газообразной воды выделяется 242 кДж теплоты. Определите количество теплоты, которая поглощается при разложении 1 моль воды на водород и кислород. Напишите термохимическое уравнение этой реакции.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Теплота, выделяющаяся при сгорании 1 моль водорода с образованием газообразной воды: $ Q_{обр} = 242 $ кДж

Количество вещества воды для разложения: $ n(\text{H}_2\text{O}) = 1 $ моль

Найти:

1. Количество теплоты ($ Q_{разл} $), которая поглощается при разложении 1 моль воды.

2. Термохимическое уравнение реакции разложения воды.

Решение:

1. Сначала запишем термохимическое уравнение реакции горения водорода (синтеза воды), исходя из данных задачи. При сгорании 1 моль водорода образуется 1 моль воды. Реакция экзотермическая, так как теплота выделяется.

$ \text{H}_2(\text{г}) + \frac{1}{2}\text{O}_2(\text{г}) = \text{H}_2\text{O}(\text{г}) + 242 \text{ кДж} $

2. Реакция разложения воды на водород и кислород является обратной по отношению к реакции синтеза воды.

$ \text{H}_2\text{O}(\text{г}) \rightarrow \text{H}_2(\text{г}) + \frac{1}{2}\text{O}_2(\text{г}) $

3. Согласно закону Лавуазье-Лапласа (следствие из первого закона термодинамики), тепловой эффект прямой реакции равен по абсолютной величине и противоположен по знаку тепловому эффекту обратной реакции. Это означает, что если при образовании вещества выделяется определенное количество теплоты, то для разложения этого же количества вещества необходимо затратить (поглотить) такое же количество теплоты.

4. Поскольку при образовании 1 моль газообразной воды выделяется 242 кДж теплоты, то при разложении 1 моль газообразной воды поглощается 242 кДж теплоты.

$ Q_{разл} = Q_{обр} = 242 \text{ кДж} $

5. Реакция разложения является эндотермической (протекает с поглощением тепла). В термохимическом уравнении поглощенная теплота записывается со знаком "минус" в правой части уравнения (среди продуктов) или со знаком "плюс" в левой части (среди реагентов).

Таким образом, термохимическое уравнение реакции разложения 1 моль газообразной воды выглядит следующим образом:

$ \text{H}_2\text{O}(\text{г}) = \text{H}_2(\text{г}) + \frac{1}{2}\text{O}_2(\text{г}) - 242 \text{ кДж} $

В терминах энтальпии, для реакции синтеза $ \Delta H_{обр} = -242 $ кДж/моль, а для реакции разложения $ \Delta H_{разл} = +242 $ кДж/моль.

Ответ: При разложении 1 моль воды на водород и кислород поглощается 242 кДж теплоты. Термохимическое уравнение этой реакции: $ \text{H}_2\text{O}(\text{г}) = \text{H}_2(\text{г}) + \frac{1}{2}\text{O}_2(\text{г}) - 242 \text{ кДж} $.