Номер 5.27, страница 71, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

5.27. Составьте термохимическое уравнение реакции, если известно, что при сгорании 6 г водорода в кислороде выделяется 858 кДж теплоты. Вычислите, какое количество вещества воды выделилось при этом.

Дано:

$m(H_2) = 6$ г

$Q = 858$ кДж

Найти:

Термохимическое уравнение реакции - ?

$n(H_2O)$ - ?

Решение:

Составьте термохимическое уравнение реакции

Сначала запишем сбалансированное уравнение реакции горения водорода в кислороде:

$2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$

Для составления термохимического уравнения необходимо рассчитать тепловой эффект реакции, который соответствует стехиометрическим коэффициентам в уравнении (в данном случае, сгоранию 2 моль водорода).

Найдем количество вещества водорода ($H_2$) массой 6 г. Молярная масса водорода $M(H_2)$ составляет примерно $2$ г/моль.

$n(H_2) = \frac{m(H_2)}{M(H_2)} = \frac{6 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 3$ моль

Из условия известно, что при сгорании 3 моль водорода выделяется 858 кДж теплоты. Составим пропорцию, чтобы найти, сколько теплоты ($Q_{р}$) выделится при сгорании 2 моль водорода (согласно коэффициентам в уравнении реакции):

$\frac{3 \text{ моль } H_2}{858 \text{ кДж}} = \frac{2 \text{ моль } H_2}{Q_{р}}$

$Q_{р} = \frac{2 \text{ моль} \cdot 858 \text{ кДж}}{3 \text{ моль}} = 572$ кДж

Теперь мы можем записать термохимическое уравнение. Так как теплота выделяется, реакция является экзотермической, и тепловой эффект записывается со знаком «+» в правой части уравнения. Укажем агрегатные состояния веществ: (г) - газ, (ж) - жидкость.

Ответ: $2H_2(г) + O_2(г) = 2H_2O(ж) + 572$ кДж

Вычислите, какое количество вещества воды выделилось при этом

Количество вещества образовавшейся воды ($H_2O$) можно вычислить по уравнению реакции, используя найденное ранее количество вещества водорода. Мы уже рассчитали, что в реакцию вступило 3 моль водорода: $n(H_2) = 3$ моль.

Согласно уравнению реакции $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$, из 2 моль водорода образуется 2 моль воды. Соотношение количеств веществ водорода и воды составляет $2:2$ или $1:1$.

Следовательно, количество вещества образовавшейся воды равно количеству вещества сгоревшего водорода:

$n(H_2O) = n(H_2) = 3$ моль

Ответ: 3 моль