Номер В, страница 75 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

B

1. Рассчитайте теплоту образования $Fe_2O_3$, если при образовании 64 г $Fe_2O_3$ выделилось 328,88 кДж. $4Fe + 3O_2 = 2Fe_2O_3$

Ответ: $Q = 822,2$ кДж.

2. Термохимическое уравнение взаимодействия аммиака с соляной кислотой: $NH_{3(г)} + HCl_{(г)} = NH_4Cl_{(тв)} + 176,93$ кДж. Рассчитайте количество аммиака, вступившего в реакцию, если выделилось 884,65 кДж тепла.

Ответ: 5 моль.

3. При окислении 32 г Cu кислородом выделилось 81,05 кДж тепла. Рассчитайте тепловой эффект реакции ($2Cu + O_2 = 2CuO$).

Ответ: 324,2 кДж.

Решение:

Реакции, в ходе которых выделяется тепло в окружающую среду, называются экзотермическими (от греческого «экзо» — наружу). В результате таких реакций внутренняя энергия системы уменьшается, а температура окружающей среды повышается. Изменение энтальпии ($\Delta H$) для экзотермических реакций всегда отрицательно ($\Delta H < 0$), а в термохимических уравнениях выделившееся количество теплоты ($Q$) указывается со знаком плюс в правой части уравнения.

Ниже приведены примеры распространённых экзотермических реакций.

Горение

Горение топлива — это классический пример экзотермической реакции, используемой человеком для получения энергии. При сжигании органических веществ, таких как природный газ (метан), дрова или бензин, выделяется большое количество тепла и света.

Пример: горение метана.

$CH_4(г) + 2O_2(г) \rightarrow CO_2(г) + 2H_2O(ж) + Q$

Реакция нейтрализации

Реакция между кислотой и основанием, в результате которой образуются соль и вода, также сопровождается выделением тепла. Это легко проверить, смешав в пробирке раствор щелочи и кислоты — пробирка нагреется.

Пример: реакция соляной кислоты и гидроксида натрия.

$HCl(aq) + NaOH(aq) \rightarrow NaCl(aq) + H_2O(ж) + Q$

Гашение извести

При добавлении воды к негашёной извести (оксиду кальция) происходит бурная реакция с образованием гашёной извести (гидроксида кальция). Выделяется так много тепла, что вода может закипеть.

Пример: гашение извести.

$CaO(тв) + H_2O(ж) \rightarrow Ca(OH)_2(тв) + Q$

Взаимодействие активных металлов с водой

Щелочные и некоторые щелочноземельные металлы очень активно реагируют с водой. Реакция является экзотермической и сопровождается выделением водорода.

Пример: реакция натрия с водой.

$2Na(тв) + 2H_2O(ж) \rightarrow 2NaOH(aq) + H_2(г)\uparrow + Q$

Синтез аммиака (процесс Габера-Боша)

Многие промышленные химические синтезы являются экзотермическими. Один из важнейших — синтез аммиака из азота и водорода, который является основой для производства удобрений.

Пример: синтез аммиака.

$N_2(г) + 3H_2(г) \rightleftharpoons 2NH_3(г) + Q$

Ответ: Реакции, при которых выделяется тепло, называются экзотермическими. Примерами таких реакций являются: горение веществ (например, природного газа), реакция нейтрализации (смешивание кислоты и щелочи), гашение извести (взаимодействие оксида кальция с водой), реакция активных металлов с водой (например, натрия), а также многие промышленные процессы, как синтез аммиака.