Номер 5.1, страница 68, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

5.1. При соединении 4,2 г железа с серой выделилось 7,15 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.

Дано:

$m(\text{Fe}) = 4,2 \text{ г}$
$Q_{выд} = 7,15 \text{ кДж}$

$m(\text{Fe}) = 4,2 \cdot 10^{-3} \text{ кг}$
$Q_{выд} = 7,15 \cdot 10^{3} \text{ Дж}$

Найти:

Термохимическое уравнение реакции - ?

Решение:

Термохимическое уравнение представляет собой уравнение химической реакции, в котором указаны агрегатные состояния веществ и тепловой эффект реакции.

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия железа с серой. В результате реакции соединения образуется сульфид железа(II). Укажем агрегатные состояния веществ (тв - твердое).
$\text{Fe}_{(\text{тв})} + \text{S}_{(\text{тв})} = \text{FeS}_{(\text{тв})}$

2. Для составления термохимического уравнения необходимо рассчитать тепловой эффект реакции в расчете на 1 моль вещества, согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении. Сначала найдем количество вещества железа ($n$), вступившего в реакцию. Молярная масса железа $M(\text{Fe})$ составляет 56 г/моль.
$n(\text{Fe}) = \frac{m(\text{Fe})}{M(\text{Fe})} = \frac{4,2 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0,075 \text{ моль}$

3. Согласно условию, при реакции 0,075 моль железа выделилось 7,15 кДж теплоты. Рассчитаем мольный тепловой эффект ($Q_m$), то есть количество теплоты, которое выделяется при реакции 1 моль железа.
Составим пропорцию:
$0,075 \text{ моль Fe} \longrightarrow 7,15 \text{ кДж}$
$1 \text{ моль Fe} \longrightarrow Q_m$
$Q_m = \frac{1 \text{ моль} \cdot 7,15 \text{ кДж}}{0,075 \text{ моль}} \approx 95,33 \text{ кДж}$

4. Так как теплота в ходе реакции выделяется, реакция является экзотермической. Тепловой эффект ($+Q$) записывается в правой части уравнения. Округлим полученное значение до десятых.
Теперь мы можем записать полное термохимическое уравнение:
$\text{Fe}_{(\text{тв})} + \text{S}_{(\text{тв})} = \text{FeS}_{(\text{тв})} + 95,3 \text{ кДж}$

Также это уравнение можно записать с указанием изменения энтальпии ($\Delta H$). Для экзотермической реакции $\Delta H < 0$.
$\text{Fe}_{(\text{тв})} + \text{S}_{(\text{тв})} = \text{FeS}_{(\text{тв})}; \Delta H = -95,3 \text{ кДж}$

Ответ: $\text{Fe}_{(\text{тв})} + \text{S}_{(\text{тв})} = \text{FeS}_{(\text{тв})} + 95,3 \text{ кДж}$.