Номер 5.7, страница 69, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

5.7. По термохимическому уравнению

$2\text{H}_2\text{O}(\text{ж}) = 2\text{H}_2(\text{г}) + \text{O}_2(\text{г}) - 571 \text{ кДж}$

рассчитайте количество теплоты, поглощенной при образовании 2,24 л водорода (н. у.).

Дано:

Термохимическое уравнение: $2\text{H}_2\text{O}(\text{ж}) = 2\text{H}_2(\text{г}) + \text{O}_2(\text{г}) - 571 \text{ кДж}$

Объем водорода: $V(\text{H}_2) = 2,24 \text{ л}$ (н. у.)

Молярный объем газа при н. у.: $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$

$V(\text{H}_2) = 2,24 \text{ л} = 2,24 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

$Q_{\text{реакции}} = 571 \text{ кДж} = 571000 \text{ Дж}$

Найти:

$Q$ - количество поглощенной теплоты.

Решение:

1. Проанализируем данное термохимическое уравнение. Знак «минус» перед количеством теплоты означает, что реакция эндотермическая, то есть теплота поглощается в ходе реакции. Уравнение можно переписать в виде:

$2\text{H}_2\text{O}(\text{ж}) + 571 \text{ кДж} = 2\text{H}_2(\text{г}) + \text{O}_2(\text{г})$

Из этого уравнения следует, что при образовании 2 моль газообразного водорода $(\text{H}_2)$ поглощается 571 кДж теплоты.

2. Рассчитаем количество вещества (число молей) водорода, содержащегося в объеме 2,24 л при нормальных условиях (н. у.). Для этого воспользуемся формулой, связывающей объем газа и количество вещества через молярный объем $V_m$:

$n = \frac{V}{V_m}$

Подставим данные в формулу:

$n(\text{H}_2) = \frac{2,24 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

3. Теперь, зная количество вещества водорода, мы можем рассчитать соответствующее количество поглощенной теплоты, составив пропорцию на основе стехиометрии реакции:

При образовании $2 \text{ моль}$ водорода поглощается $571 \text{ кДж}$ теплоты.

При образовании $0,1 \text{ моль}$ водорода поглощается $Q \text{ кДж}$ теплоты.

$\frac{2 \text{ моль}}{0,1 \text{ моль}} = \frac{571 \text{ кДж}}{Q}$

4. Выразим и вычислим $Q$ из пропорции:

$Q = \frac{0,1 \text{ моль} \cdot 571 \text{ кДж}}{2 \text{ моль}} = 28,55 \text{ кДж}$

Ответ: 28,55 кДж.