Номер 3, страница 93 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 12. Тепловой эффект химической реакции. Глава 4. Химические реакции - номер 3, страница 93.

Условие.

3. На основании термохимического уравнения горения фосфора

$4P(\text{тв.}) + 5O_2(\text{г.}) = 2P_2O_5(\text{тв.}) + 3010 \text{ кДж}$

рассчитайте массу сгоревшего фосфора, если в результате реакции выделилось теплоты:

а) 75,25 кДж;

б) 301 кДж.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Термохимическое уравнение: $4P(тв.) + 5O_2(г.) = 2P_2O_5(тв.) + 3010 \text{ кДж}$

$Q_{реакции} = 3010 \text{ кДж}$

$Q_a = 75,25 \text{ кДж}$

$Q_b = 301 \text{ кДж}$

Молярная масса фосфора, $M(P) \approx 31 \text{ г/моль}$

В данной задаче все величины представлены в единицах (кДж, г), которые согласуются между собой в расчетах, поэтому перевод в систему СИ не требуется.

Найти:

а) $m_a(P)$ - массу сгоревшего фосфора, если выделилось 75,25 кДж теплоты.

б) $m_b(P)$ - массу сгоревшего фосфора, если выделилось 301 кДж теплоты.

Решение:

Из термохимического уравнения реакции горения фосфора следует, что при сгорании 4 моль твердого фосфора ($P$) выделяется 3010 кДж теплоты.

1. Сначала рассчитаем массу 4 моль фосфора, используя его молярную массу ($M(P) \approx 31 \text{ г/моль}$).

Масса ($m$) находится по формуле $m = \nu \cdot M$, где $\nu$ - количество вещества (в молях), а $M$ - молярная масса.

$m(4P) = 4 \text{ моль} \cdot 31 \text{ г/моль} = 124 \text{ г}$

Это означает, что сгорание 124 г фосфора сопровождается выделением 3010 кДж теплоты.

2. Теперь мы можем составить пропорцию, чтобы найти массу фосфора ($m(P)$), которая сгорает с выделением определенного количества теплоты ($Q$).

$\frac{124 \text{ г P}}{3010 \text{ кДж}} = \frac{m(P)}{Q}$

Выразим из этой пропорции искомую массу фосфора:

$m(P) = \frac{124 \text{ г} \cdot Q}{3010 \text{ кДж}}$

Теперь подставим в эту формулу значения теплоты из условий задачи.

а) Рассчитаем массу фосфора, если в результате реакции выделилось $Q_a = 75,25 \text{ кДж}$ теплоты.

$m_a(P) = \frac{124 \text{ г} \cdot 75,25 \text{ кДж}}{3010 \text{ кДж}} = \frac{9331}{3010} \text{ г} = 3,1 \text{ г}$

Ответ: масса сгоревшего фосфора равна 3,1 г.

б) Рассчитаем массу фосфора, если в результате реакции выделилось $Q_b = 301 \text{ кДж}$ теплоты.

$m_b(P) = \frac{124 \text{ г} \cdot 301 \text{ кДж}}{3010 \text{ кДж}} = \frac{124 \text{ г}}{10} = 12,4 \text{ г}$

Ответ: масса сгоревшего фосфора равна 12,4 г.