Номер 8, страница 19 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

8. По термохимическому уравнению реакции горения углерода

$C(\text{тв.}) + O_{2}(\text{г.}) = CO_{2}(\text{г.}) + 410 \text{ кДж}$

рассчитайте:

a) количество теплоты, которое выделится при сгорании 54 г углерода;

б) объём кислорода, израсходованный в реакции горения, если в результате выделилось 2050 кДж теплоты.

Дано:

Термохимическое уравнение: $C_{(\text{тв.})} + O_{2(\text{г.})} = CO_{2(\text{г.})} + 410 \text{ кДж}$

Для пункта а):
Масса углерода: $m(C) = 54 \text{ г}$

Для пункта б):
Количество выделившейся теплоты: $Q = 2050 \text{ кДж}$

Постоянные величины:
Молярная масса углерода: $M(C) = 12 \text{ г/моль}$
Молярный объем газа (при н.у.): $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$

Найти:

а) Количество теплоты $Q_1$ — ?
б) Объем кислорода $V(O_2)$ — ?

Решение:

Из термохимического уравнения следует, что при сгорании 1 моль углерода (C) выделяется 410 кДж теплоты и расходуется 1 моль кислорода ($O_2$).

а) количество теплоты, которое выделится при сгорании 54 г углерода;

1. Найдем количество вещества (число моль) углерода массой 54 г по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(C) = \frac{54 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} = 4,5 \text{ моль}$

2. Составим пропорцию, чтобы найти количество теплоты ($Q_1$), которое выделится при сгорании 4,5 моль углерода:

При сгорании 1 моль C — выделяется 410 кДж теплоты

При сгорании 4,5 моль C — выделяется $Q_1$ кДж теплоты

$Q_1 = \frac{4,5 \text{ моль} \times 410 \text{ кДж}}{1 \text{ моль}} = 1845 \text{ кДж}$

Ответ: при сгорании 54 г углерода выделится 1845 кДж теплоты.

б) объём кислорода, израсходованный в реакции горения, если в результате выделилось 2050 кДж теплоты.

1. Составим пропорцию, чтобы найти количество вещества ($n(O_2)$) кислорода, которое прореагировало, если выделилось 2050 кДж теплоты:

При расходе 1 моль $O_2$ — выделяется 410 кДж теплоты

При расходе $n(O_2)$ моль $O_2$ — выделяется 2050 кДж теплоты

$n(O_2) = \frac{1 \text{ моль} \times 2050 \text{ кДж}}{410 \text{ кДж}} = 5 \text{ моль}$

2. Найдем объем кислорода, который занимает 5 моль газа при нормальных условиях (н.у.), используя формулу $V = n \times V_m$:

$V(O_2) = 5 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 112 \text{ л}$

Ответ: объем израсходованного кислорода составляет 112 л.