Номер 10, страница 128 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 4. Закономерности протекания химических реакций и физико-химических процессов. Параграф 18. Определение тепловых эффектов химических реакций. Закон Гесса - номер 10, страница 128.

Условие.

10. Воспользовавшись данными таблицы 10, рассчитайте энтальпию образования пропана, зная тепловой эффект реакции:

$C_3H_8(\text{г.}) + 5O_2(\text{г.}) \rightarrow 3CO_2(\text{г.}) + 4H_2O(\text{г.});$ $\Delta H^\circ_{р-\text{ции}} = -2044,7 \text{ кДж/моль}.$

Решение.

Решение 2.

Дано:

Реакция горения пропана: $C_3H_8(г.) + 5O_2(г.) \rightarrow 3CO_2(г.) + 4H_2O(г.)$

Тепловой эффект реакции (стандартная энтальпия реакции): $\Delta H^{\circ}_{р-ции} = -2044,7 \text{ кДж/моль}$.

Для расчетов воспользуемся справочными данными стандартных энтальпий образования ($\Delta H^{\circ}_{обр}$) веществ, которые содержатся в таблице 10:

$\Delta H^{\circ}_{обр}(CO_2, г.) = -393,5 \text{ кДж/моль}$

$\Delta H^{\circ}_{обр}(H_2O, г.) = -241,8 \text{ кДж/моль}$

$\Delta H^{\circ}_{обр}(O_2, г.) = 0 \text{ кДж/моль}$ (по определению, энтальпия образования простых веществ в их наиболее устойчивом состоянии равна нулю).

Найти:

Стандартную энтальпию образования пропана $\Delta H^{\circ}_{обр}(C_3H_8, г.)$.

Решение:

Согласно следствию из закона Гесса, тепловой эффект химической реакции равен разности между суммой энтальпий образования продуктов реакции и суммой энтальпий образования исходных веществ, с учетом их стехиометрических коэффициентов.

Общая формула имеет вид:

$\Delta H^{\circ}_{р-ции} = \sum (\nu_{прод} \cdot \Delta H^{\circ}_{обр, прод}) - \sum (\nu_{реаг} \cdot \Delta H^{\circ}_{обр, реаг})$

Для данной реакции горения пропана это уравнение записывается так:

$\Delta H^{\circ}_{р-ции} = [3 \cdot \Delta H^{\circ}_{обр}(CO_2, г.) + 4 \cdot \Delta H^{\circ}_{обр}(H_2O, г.)] - [1 \cdot \Delta H^{\circ}_{обр}(C_3H_8, г.) + 5 \cdot \Delta H^{\circ}_{обр}(O_2, г.)]$

Подставим в уравнение известные числовые значения:

$-2044,7 = [3 \cdot (-393,5) + 4 \cdot (-241,8)] - [1 \cdot \Delta H^{\circ}_{обр}(C_3H_8, г.) + 5 \cdot 0]$

Сначала вычислим сумму энтальпий образования продуктов реакции:

$3 \cdot (-393,5) + 4 \cdot (-241,8) = -1180,5 - 967,2 = -2147,7 \text{ кДж}$

Теперь подставим это значение обратно в основное уравнение:

$-2044,7 = -2147,7 - \Delta H^{\circ}_{обр}(C_3H_8, г.)$

Из полученного уравнения выразим искомую энтальпию образования пропана:

$\Delta H^{\circ}_{обр}(C_3H_8, г.) = -2147,7 - (-2044,7)$

$\Delta H^{\circ}_{обр}(C_3H_8, г.) = -2147,7 + 2044,7$

$\Delta H^{\circ}_{обр}(C_3H_8, г.) = -103,0 \text{ кДж/моль}$

Ответ:

Стандартная энтальпия образования пропана $C_3H_8(г.)$ составляет $-103,0 \text{ кДж/моль}$.