Номер В, страница 81 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

B

1. Рассчитайте число молекул и количество вещества 50 г водорода.

Ответ: $1,5 \cdot 10^{24}$ молекул; 25 молей.

2. Перепишите приведенные схемы уравнений реакций, вставив вместо вопросительного знака формулы соответствующих веществ, и расставьте коэффициенты.

$K + ? \rightarrow KOH + H_2 \uparrow$

$Fe + ? \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$

$? + HOH \rightarrow Ba(OH)_2 + H_2 \uparrow$

$Li + ? \rightarrow LiOH + H_2 \uparrow$

$H_2o + C \rightarrow H_2 \uparrow + ?$

3. Рассчитайте объем водорода (н. у.), который может выделиться при взаимодействии 11,2 г железа с соляной кислотой.

Ответ: 4,48 л.

4. Какая масса водорода выделится при взаимодействии 7,8 г калия с водой?

Ответ: 0,2 г.

1. Сначала необходимо уравнять предложенные схемы химических реакций:

A. $2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2 + Q$

B. $S + H_2 \rightarrow H_2S + Q$

C. $N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 + Q$

D. $N_2 + O_2 \rightarrow 2NO - Q$

E. $C + O_2 \rightarrow CO_2 + Q$

Далее определим, в каких из этих реакций тепловой эффект является теплотой образования для продукта реакции. Теплотой образования (или стандартной энтальпией образования) вещества называют тепловой эффект реакции образования 1 моля этого вещества из простых веществ, находящихся в их наиболее устойчивых состояниях при стандартных условиях.

• A. Реакция $2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2 + Q$. Продукт $NO_2$ образуется не из простых веществ, а из сложного вещества $NO$ и простого $O_2$. Следовательно, тепловой эффект этой реакции не является теплотой образования $NO_2$.
• B. Реакция $S + H_2 \rightarrow H_2S + Q$. Продукт $H_2S$ (1 моль) образуется из простых веществ: серы $S$ и водорода $H_2$. Следовательно, тепловой эффект $Q$ этой реакции является теплотой образования сероводорода.
• C. Реакция $N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 + Q$. Продукт $NH_3$ образуется из простых веществ: азота $N_2$ и водорода $H_2$. В данной реакции образуется 2 моля $NH_3$. Значит, тепловой эффект $Q$ – это теплота образования двух молей аммиака. Теплота образования самого аммиака (на 1 моль) составит $Q/2$. Реакция относится к реакциям образования.
• D. Реакция $N_2 + O_2 \rightarrow 2NO - Q$. Продукт $NO$ образуется из простых веществ: азота $N_2$ и кислорода $O_2$. В данной реакции образуется 2 моля $NO$. Тепловой эффект реакции равен $-Q$. Теплота образования оксида азота(II) (на 1 моль) составит $-Q/2$. Реакция относится к реакциям образования.
• E. Реакция $C + O_2 \rightarrow CO_2 + Q$. Продукт $CO_2$ (1 моль) образуется из простых веществ: углерода $C$ и кислорода $O_2$. Следовательно, тепловой эффект $Q$ этой реакции является теплотой образования диоксида углерода.

Ответ: Реакциями, в которых происходит образование веществ из простых, являются B, C, D, E. Тепловые эффекты в реакциях B и E строго соответствуют стандартной теплоте образования продуктов, так как образуется 1 моль вещества. В реакциях C и D тепловые эффекты относятся к образованию 2 молей продуктов.

2. Вопрос заключается в том, могут ли тепловые эффекты данных реакций быть теплотой образования продуктов. Проанализируем каждую реакцию с точки зрения определения теплоты образования.

• $CaO + CO_2 = CaCO_3 + Q$. Продукт реакции, карбонат кальция $CaCO_3$, образуется в результате взаимодействия двух сложных веществ: оксида кальция $CaO$ и диоксида углерода $CO_2$. Так как исходные вещества не являются простыми, тепловой эффект $Q$ этой реакции не является теплотой образования $CaCO_3$.
• $2Na + Cl_2 = 2NaCl + Q$. Продукт реакции, хлорид натрия $NaCl$, образуется из простых веществ: металлического натрия $Na$ и газообразного хлора $Cl_2$. Это соответствует определению реакции образования. Однако, тепловой эффект $Q$ в данном уравнении относится к образованию 2 моль $NaCl$. Стандартная теплота образования определяется для 1 моля вещества, поэтому для $NaCl$ она будет равна $Q/2$. Таким образом, тепловой эффект $Q$ в этой реакции не является стандартной теплотой образования $NaCl$, но является теплотой образования 2 моль $NaCl$.
• $C + 2H_2 = CH_4 + Q$. Продукт реакции, метан $CH_4$, образуется в количестве 1 моль из простых веществ: углерода $C$ (графита) и водорода $H_2$. Это полностью соответствует определению. Следовательно, тепловой эффект $Q$ этой реакции является теплотой образования метана.

Ответ: Да, могут, но не во всех случаях. В реакции $C + 2H_2 = CH_4 + Q$ тепловой эффект $Q$ является теплотой образования метана. В реакции $2Na + Cl_2 = 2NaCl + Q$ тепловой эффект $Q$ не является стандартной теплотой образования (которая рассчитывается на 1 моль), но является теплотой образования 2 моль $NaCl$. В реакции $CaO + CO_2 = CaCO_3 + Q$ тепловой эффект не является теплотой образования, так как реакция идет не из простых веществ.