Номер В, страница 83 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

B

1. Сколько граммов водорода потребуется для восстановления 44,6 г $PbO$?

Ответ: 0,4 г $H_2$.

2. Закончите уравнения следующих реакций:

$Hgo + H_2 \rightarrow Hg + ?$; $Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + ?$; $Al + HCl \rightarrow ? + ?$.

3. Какая масса водорода выделится при взаимодействии 5,4 г алюминия с соляной кислотой ($HCl$)? Сколько образуется воды при взаимодействии полученного водорода с кислородом?

Ответ: 0,6 г $H_2$; 5,4 г $H_2O$.

1. Дано:

$V(\text{SO}_2) = 30 \text{ л}$ (н.у.)

Уравнение реакции: $S + O_2 = SO_2 + 297 \text{ кДж}$

Найти:

$Q - ?$

Решение:

Из термохимического уравнения следует, что при образовании 1 моля сернистого газа ($SO_2$) выделяется 297 кДж тепла. Объем 1 моля любого газа при нормальных условиях (н.у.) равен молярному объему $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.

Найдем количество вещества ($n$) $SO_2$ в объеме 30 л:

$n(\text{SO}_2) = \frac{V(\text{SO}_2)}{V_m} = \frac{30 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 1,3393 \text{ моль}$

Составим пропорцию для нахождения количества выделившегося тепла ($Q$):

При образовании 1 моль $SO_2$ — выделяется 297 кДж

При образовании 1,3393 моль $SO_2$ — выделяется $Q$ кДж

$Q = 1,3393 \text{ моль} \times 297 \frac{\text{кДж}}{\text{моль}} \approx 397,77 \text{ кДж}$

Ответ: 397,77 кДж.

2. Дано:

$m(\text{P}) = 9,3 \text{ г}$

$Q_1 = 223,8 \text{ кДж}$

Перевод в СИ:

$m(\text{P}) = 9,3 \text{ г} = 0,0093 \text{ кг}$

Найти:

$Q_{\text{обр}}(P_2O_5) - ?$

Решение:

Сначала напишем сбалансированное уравнение реакции горения фосфора с образованием оксида фосфора (V):

$4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

Из уравнения видно, что для образования 1 моля $P_2O_5$ требуется 2 моля фосфора ($P$).

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

Найдем количество вещества ($n$) фосфора массой 9,3 г:

$n(P) = \frac{m(P)}{M(P)} = \frac{9,3 \text{ г}}{31 \text{ г/моль}} = 0,3 \text{ моль}$

По условию, при сгорании 0,3 моль фосфора выделяется 223,8 кДж тепла. Составим пропорцию, чтобы найти, сколько тепла выделится при сгорании 2 моль фосфора (что соответствует образованию 1 моль $P_2O_5$):

При сгорании 0,3 моль P — выделяется 223,8 кДж

При сгорании 2 моль P — выделяется $Q$ кДж

$Q = \frac{2 \text{ моль} \times 223,8 \text{ кДж}}{0,3 \text{ моль}} = 1492 \text{ кДж}$

Это и есть искомое количество тепла, выделяющееся при образовании 1 моля оксида фосфора (V).

Ответ: 1492 кДж.

3. Дано:

$m(\text{угля}) = 3,5 \text{ кг}$

Уравнение реакции: $C + O_2 = CO_2 + 393,5 \text{ кДж}$

Найти:

$Q - ?$

Решение:

Примем, что каменный уголь является чистым углеродом (C). Масса дана в килограммах, что является единицей СИ, поэтому перевод не требуется.

Термохимическое уравнение показывает, что при сгорании 1 моля углерода выделяется 393,5 кДж тепла.

Молярная масса углерода $M(C) \approx 12 \text{ г/моль}$. Для расчетов с массой в кг удобно использовать молярную массу в кг/моль: $M(C) = 0,012 \text{ кг/моль}$.

Найдем количество вещества ($n$) углерода в 3,5 кг угля:

$n(C) = \frac{m(C)}{M(C)} = \frac{3,5 \text{ кг}}{0,012 \text{ кг/моль}} \approx 291,667 \text{ моль}$

Теперь рассчитаем общее количество тепла ($Q$), которое выделится при сгорании этого количества углерода:

$Q = n(C) \times 393,5 \frac{\text{кДж}}{\text{моль}} = 291,667 \text{ моль} \times 393,5 \frac{\text{кДж}}{\text{моль}} \approx 114770,83 \text{ кДж}$

Округляя результат до целого числа, получаем 114771 кДж.

Ответ: 114771 кДж.