Номер 5, страница 268 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 57. Тепловые эффекты химических реакций. Глава 6. Теоретическое описание химических реакций - номер 5, страница 268.

Условие.

5. Напишите уравнения реакций, тепловые эффекты которых соответствуют теплотам образования следующих веществ:

а) $SO_{2(\text{г})}$;

б) $Na_{2}SO_{4(\text{тв})}$;

в) $NO_{2(\text{г})}$;

г) $H_{2}SO_{4(\text{ж})}$;

д) $NaOH_{(\text{тв})}$;

е) $O_{3(\text{г})}$;

ж) $NH_{3(\text{г})}$;

з) $CuSO_{4} \cdot 5H_{2}O_{(\text{тв})}$;

Решение.

Решение 2.

Теплотой образования (или стандартной энтальпией образования, $\Delta H_f^\circ$) вещества называется тепловой эффект реакции образования 1 моля этого вещества из простых веществ, находящихся в их наиболее устойчивых стандартных состояниях (при 298 К и 101,3 кПа). Простое вещество — это вещество, состоящее из атомов одного химического элемента. Наиболее устойчивая форма элемента при стандартных условиях называется его стандартным состоянием.

а) SO₂(г)

Диоксид серы $SO_{2(г)}$ состоит из элементов серы (S) и кислорода (O). Наиболее устойчивое состояние для серы при стандартных условиях — твёрдая ромбическая сера ($S_{(тв)}$), а для кислорода — двухатомный газ ($O_{2(г)}$). Уравнение реакции записывается для образования 1 моль $SO_{2(г)}$ из этих простых веществ.

Ответ: $S_{(тв)} + O_{2(г)} \rightarrow SO_{2(г)}$

б) Na₂SO₄(тв)

Сульфат натрия $Na_2SO_{4(тв)}$ состоит из элементов натрия (Na), серы (S) и кислорода (O). Стандартные состояния: натрий — твёрдый металл ($Na_{(тв)}$), сера — твёрдое вещество ($S_{(тв)}$), кислород — двухатомный газ ($O_{2(г)}$). Записываем реакцию для образования 1 моль $Na_2SO_{4(тв)}$ с соответствующими стехиометрическими коэффициентами.

Ответ: $2Na_{(тв)} + S_{(тв)} + 2O_{2(г)} \rightarrow Na_2SO_{4(тв)}$

в) NO₂(г)

Диоксид азота $NO_{2(г)}$ состоит из элементов азота (N) и кислорода (O). Стандартные состояния для обоих элементов — двухатомные газы ($N_{2(г)}$ и $O_{2(г)}$). Чтобы в результате реакции образовался 1 моль $NO_{2(г)}$, необходимо использовать дробные коэффициенты для реагентов.

Ответ: $\frac{1}{2}N_{2(г)} + O_{2(г)} \rightarrow NO_{2(г)}$

г) H₂SO₄(ж)

Серная кислота $H_2SO_{4(ж)}$ состоит из элементов водорода (H), серы (S) и кислорода (O). Стандартные состояния: водород — двухатомный газ ($H_{2(г)}$), сера — твёрдое вещество ($S_{(тв)}$), кислород — двухатомный газ ($O_{2(г)}$). Уравнение реакции записывается для образования 1 моль жидкой серной кислоты.

Ответ: $H_{2(г)} + S_{(тв)} + 2O_{2(г)} \rightarrow H_2SO_{4(ж)}$

д) NaOH(тв)

Гидроксид натрия $NaOH_{(тв)}$ состоит из элементов натрия (Na), кислорода (O) и водорода (H). Стандартные состояния: натрий — твёрдый металл ($Na_{(тв)}$), кислород — двухатомный газ ($O_{2(г)}$), водород — двухатомный газ ($H_{2(г)}$). Для образования 1 моль $NaOH_{(тв)}$ потребуются дробные коэффициенты.

Ответ: $Na_{(тв)} + \frac{1}{2}O_{2(г)} + \frac{1}{2}H_{2(г)} \rightarrow NaOH_{(тв)}$

е) O₃(г)

Озон $O_{3(г)}$ является аллотропной модификацией кислорода. Его теплота образования соответствует тепловому эффекту реакции превращения наиболее устойчивой формы кислорода ($O_{2(г)}$) в 1 моль озона.

Ответ: $\frac{3}{2}O_{2(г)} \rightarrow O_{3(г)}$

ж) NH₃(г)

Аммиак $NH_{3(г)}$ состоит из элементов азота (N) и водорода (H). Стандартные состояния: азот — двухатомный газ ($N_{2(г)}$), водород — двухатомный газ ($H_{2(г)}$). Для образования 1 моль $NH_{3(г)}$ необходимо использовать дробные коэффициенты.

Ответ: $\frac{1}{2}N_{2(г)} + \frac{3}{2}H_{2(г)} \rightarrow NH_{3(г)}$

з) CuSO₄·5H₂O(тв)

Пентагидрат сульфата меди(II) $CuSO_4 \cdot 5H_2O_{(тв)}$ (медный купорос) является кристаллогидратом. Его стандартная теплота образования определяется как тепловой эффект реакции образования 1 моль этого вещества из простых веществ: меди (Cu), серы (S), кислорода (O) и водорода (H) в их стандартных состояниях. Стандартные состояния: медь — твёрдый металл ($Cu_{(тв)}$), сера — твёрдое вещество ($S_{(тв)}$), кислород — двухатомный газ ($O_{2(г)}$), водород — двухатомный газ ($H_{2(г)}$).

Ответ: $Cu_{(тв)} + S_{(тв)} + \frac{9}{2}O_{2(г)} + 5H_{2(г)} \rightarrow CuSO_4 \cdot 5H_2O_{(тв)}$