Номер 2, страница 268 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 57. Тепловые эффекты химических реакций. Глава 6. Теоретическое описание химических реакций - номер 2, страница 268.

Условие.

2. При образовании 40 г жидкого оксида серы(VI) из сернистого газа и кислорода выделилось 85,5 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение этой реакции.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(SO_3) = 40 \text{ г}$

$Q = 85.5 \text{ кДж}$

Найти:

Термохимическое уравнение реакции - ?

Решение:

1. Составим уравнение реакции образования жидкого оксида серы(VI) из сернистого газа ($SO_2$) и кислорода ($O_2$). Реакция является окислительно-восстановительной, каталитической. Уравняем ее и укажем агрегатные состояния веществ согласно условию:

$2SO_2(г) + O_2(г) = 2SO_3(ж)$

2. Термохимическое уравнение отражает тепловой эффект реакции, который соответствует мольным количествам веществ, участвующих в реакции согласно стехиометрическим коэффициентам. В нашем уравнении коэффициент перед оксидом серы(VI) равен 2, то есть тепловой эффект нужно рассчитать для образования 2 моль $SO_3$.

Сначала найдем количество вещества ($n$) оксида серы(VI), которое образовалось по условию задачи. Для этого нам понадобится его молярная масса $M(SO_3)$.

Вычислим молярную массу $SO_3$, используя относительные атомные массы серы (Ar(S) ≈ 32) и кислорода (Ar(O) ≈ 16):

$M(SO_3) = Ar(S) + 3 \cdot Ar(O) = 32 + 3 \cdot 16 = 80 \text{ г/моль}$

Теперь найдем количество вещества $SO_3$ массой 40 г:

$n(SO_3) = \frac{m(SO_3)}{M(SO_3)} = \frac{40 \text{ г}}{80 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль}$

3. Из условия известно, что при образовании 0.5 моль $SO_3$ выделилось 85.5 кДж теплоты. Чтобы найти тепловой эффект реакции ($Q_р$), соответствующий уравнению, составим пропорцию:

при образовании 0.5 моль $SO_3$ — выделяется 85.5 кДж теплоты

при образовании 2 моль $SO_3$ — выделяется $Q_р$ теплоты

$\frac{0.5 \text{ моль}}{2 \text{ моль}} = \frac{85.5 \text{ кДж}}{Q_р}$

Отсюда находим $Q_р$:

$Q_р = \frac{2 \text{ моль} \cdot 85.5 \text{ кДж}}{0.5 \text{ моль}} = 4 \cdot 85.5 \text{ кДж} = 342 \text{ кДж}$

4. Так как в ходе реакции теплота выделяется ("выделилось 85.5 кДж"), реакция является экзотермической. В термохимических уравнениях тепловой эффект экзотермической реакции записывается со знаком «+» в правой части уравнения (как один из продуктов реакции).

Таким образом, термохимическое уравнение реакции имеет вид:

$2SO_2(г) + O_2(г) = 2SO_3(ж) + 342 \text{ кДж}$

Ответ: $2SO_2(г) + O_2(г) = 2SO_3(ж) + 342 \text{ кДж}$