Номер 5.18, страница 70, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

5.18. По термохимическому уравнению реакции

$2H_2S(\text{г}) + 3O_2(\text{г}) = 2SO_2(\text{г}) + 2H_2O(\text{г}) + 857,3 \text{ кДж}$

вычислите, какое количество теплоты образуется при сжигании:

а) 3 моль $H_2S$;

б) 17 г $H_2S$;

в) 2,24 л $H_2S$.

Дано:

Термохимическое уравнение: $2H_2S(г) + 3O_2(г) = 2SO_2(г) + 2H_2O(г) + 857,3 \text{ кДж}$

а) $n(H_2S) = 3 \text{ моль}$

б) $m(H_2S) = 17 \text{ г}$

в) $V(H_2S) = 2,24 \text{ л}$ (при н.у.)

$Q_{реакции} = 857,3 \text{ кДж} = 857300 \text{ Дж}$
$m(H_2S) = 17 \text{ г} = 0,017 \text{ кг}$
$V(H_2S) = 2,24 \text{ л} = 0,00224 \text{ м}^3$

Найти:

а) $Q_1 - ?$

б) $Q_2 - ?$

в) $Q_3 - ?$

Решение:

Из данного термохимического уравнения реакции следует, что при сгорании 2 моль сероводорода ($H_2S$) выделяется 857,3 кДж теплоты. Это соотношение является основой для всех последующих расчетов. Мы можем составить пропорцию для каждого из случаев.

а) По условию, количество вещества сероводорода составляет $n(H_2S) = 3 \text{ моль}$.

Составим и решим пропорцию:

При сгорании 2 моль $H_2S$ — выделяется 857,3 кДж теплоты;

При сгорании 3 моль $H_2S$ — выделяется $Q_1$ кДж теплоты.

$Q_1 = \frac{3 \text{ моль} \cdot 857,3 \text{ кДж}}{2 \text{ моль}} = 1285,95 \text{ кДж}$

Ответ: при сжигании 3 моль $H_2S$ образуется 1285,95 кДж теплоты.

б) Дана масса сероводорода $m(H_2S) = 17 \text{ г}$.

Для начала необходимо перевести массу вещества в количество вещества (моль). Вычислим молярную массу сероводорода $H_2S$:

$M(H_2S) = 2 \cdot A_r(H) + A_r(S) = 2 \cdot 1 + 32 = 34 \text{ г/моль}$

Теперь найдем количество вещества:

$n(H_2S) = \frac{m(H_2S)}{M(H_2S)} = \frac{17 \text{ г}}{34 \text{ г/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

Составим и решим пропорцию:

При сгорании 2 моль $H_2S$ — выделяется 857,3 кДж теплоты;

При сгорании 0,5 моль $H_2S$ — выделяется $Q_2$ кДж теплоты.

$Q_2 = \frac{0,5 \text{ моль} \cdot 857,3 \text{ кДж}}{2 \text{ моль}} = 214,325 \text{ кДж}$

Ответ: при сжигании 17 г $H_2S$ образуется 214,325 кДж теплоты.

в) Дан объем сероводорода $V(H_2S) = 2,24 \text{ л}$. Поскольку агрегатное состояние указано как газообразное, расчеты проводятся для нормальных условий (н.у.).

Найдем количество вещества $H_2S$, используя молярный объем газа при н.у. ($V_m = 22,4 \text{ л/моль}$):

$n(H_2S) = \frac{V(H_2S)}{V_m} = \frac{2,24 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

Составим и решим пропорцию:

При сгорании 2 моль $H_2S$ — выделяется 857,3 кДж теплоты;

При сгорании 0,1 моль $H_2S$ — выделяется $Q_3$ кДж теплоты.

$Q_3 = \frac{0,1 \text{ моль} \cdot 857,3 \text{ кДж}}{2 \text{ моль}} = 42,865 \text{ кДж}$

Ответ: при сжигании 2,24 л $H_2S$ образуется 42,865 кДж теплоты.