Номер 2, страница 101 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 2. При сгорании угля массой 2400 г выделилось 80 400 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение реакции горения угля.

2. Дано:

Масса угля (C), $m = 2400$ г

Выделившаяся теплота, $Q = 80 400$ кДж

Перевод в систему СИ (не требуется для решения, но для справки):

$m = 2.4$ кг

$Q = 80 400 \cdot 10^3 \text{ Дж} = 8.04 \cdot 10^7$ Дж

Найти:

Термохимическое уравнение реакции горения угля - ?

Решение:

Термохимическое уравнение — это химическое уравнение, в котором указывается тепловой эффект реакции. Для составления такого уравнения необходимо рассчитать, сколько теплоты выделяется при сгорании 1 моль угля, который для простоты расчетов принимаем за чистый углерод (C).

1. Запишем уравнение реакции горения углерода в кислороде. При полном сгорании образуется диоксид углерода:

$C + O_2 \rightarrow CO_2$

2. Найдем количество вещества (число молей) сгоревшего угля. Молярная масса углерода $M(C)$ составляет приблизительно 12 г/моль.

$n(C) = \frac{m(C)}{M(C)} = \frac{2400 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} = 200 \text{ моль}$

3. Согласно условию, при сгорании 200 моль углерода выделилось 80 400 кДж теплоты. Рассчитаем тепловой эффект реакции ($Q_{реакции}$), то есть количество теплоты, которое выделяется при сгорании 1 моль углерода. Для этого составим пропорцию:

При сгорании 200 моль C — выделяется 80 400 кДж теплоты.

При сгорании 1 моль C — выделяется X кДж теплоты.

Отсюда находим X:

$X = \frac{1 \text{ моль} \times 80 400 \text{ кДж}}{200 \text{ моль}} = 402 \text{ кДж}$

Таким образом, при сгорании 1 моль углерода выделяется 402 кДж теплоты.

4. Теперь можно составить полное термохимическое уравнение, указав агрегатные состояния веществ (углерод — твёрдое вещество (тв), кислород и диоксид углерода — газы (г)) и выделившееся количество теплоты.

$C_{(тв)} + O_2{(г)} = CO_2{(г)} + 402 \text{ кДж}$

Ответ: $C_{(тв)} + O_2{(г)} = CO_2{(г)} + 402 \text{ кДж}$.