Номер 9, страница 58 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 12. Классификация химических реакций. Глава III. Химические реакции - номер 9, страница 58.

Условие.

9. При сгорании 3,27 г цинка выделилось 174 кДж теплоты. Вычислите теплоту образования оксида цинка (тепловой эффект реакции).

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(Zn) = 3,27$ г

$Q_{выд} = 174$ кДж

Перевод в систему СИ:

$m(Zn) = 3,27 \cdot 10^{-3}$ кг

$Q_{выд} = 174 \cdot 10^3$ Дж

Найти:

Теплота образования $ZnO$ ($Q_{обр}$) - ?

Решение:

Теплота образования вещества – это количество теплоты, которое выделяется или поглощается при образовании 1 моля этого вещества из простых веществ, устойчивых в стандартных условиях. В данном случае, это тепловой эффект реакции образования 1 моля оксида цинка ($ZnO$) из цинка ($Zn$) и кислорода ($O_2$).

Запишем уравнение реакции горения цинка:

$2Zn + O_2 \rightarrow 2ZnO$

1. Найдем количество вещества (моль) цинка, которое сгорело. Для этого нам понадобится его молярная масса.

Молярная масса цинка ($M(Zn)$) составляет примерно 65,4 г/моль.

Количество вещества цинка ($n(Zn)$) вычисляется по формуле:

$n = \frac{m}{M}$

$n(Zn) = \frac{3,27 \text{ г}}{65,4 \text{ г/моль}} = 0,05$ моль

2. Согласно условию задачи, при сгорании 0,05 моль цинка выделилось 174 кДж теплоты. Чтобы найти теплоту образования оксида цинка, нам нужно рассчитать, сколько теплоты выделится при образовании 1 моля $ZnO$.

Из уравнения реакции видно, что из 2 моль $Zn$ образуется 2 моль $ZnO$, следовательно, из 1 моль $Zn$ образуется 1 моль $ZnO$. Таким образом, количество теплоты, выделяющееся при сгорании 1 моль цинка, будет равно теплоте образования 1 моль оксида цинка.

Составим пропорцию:

При сгорании 0,05 моль $Zn$ — выделяется 174 кДж теплоты

При сгорании 1 моль $Zn$ — выделяется $Q_{обр}$ кДж теплоты

Из пропорции находим $Q_{обр}$:

$Q_{обр} = \frac{1 \text{ моль} \cdot 174 \text{ кДж}}{0,05 \text{ моль}} = 3480$ кДж/моль

Таким образом, теплота образования оксида цинка составляет 3480 кДж/моль. Тепловой эффект реакции ($ \Delta H $) будет иметь отрицательное значение, так как реакция экзотермическая (с выделением тепла): $ \Delta H = -3480 $ кДж/моль.

Термохимическое уравнение реакции образования 1 моля оксида цинка выглядит так:

$Zn_{(тв)} + \frac{1}{2}O_{2(г)} = ZnO_{(тв)} + 3480$ кДж

Ответ: теплота образования оксида цинка составляет 3480 кДж/моль.