Номер 11, страница 30 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

4. Основы термохимии и химической кинетики. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 11, страница 30.

Условие.

11. Окисление глюкозы в организме может протекать согласно реакции

$C_6H_{12}O_6(\text{тв.}) + 6O_2(\text{г.}) = 6CO_2(\text{г.}) + 6H_2O(\text{ж.}) + 2803 \text{ кДж}$

Какое количество теплоты выделится при окислении 800 г глюкозы?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Термохимическое уравнение реакции: $C_6H_{12}O_6(\text{тв.}) + 6O_2(\text{г.}) = 6CO_2(\text{г.}) + 6H_2O(\text{ж.}) + 2803 \text{ кДж}$

Масса глюкозы: $m(C_6H_{12}O_6) = 800 \text{ г}$

Тепловой эффект на 1 моль глюкозы: $Q_1 = 2803 \text{ кДж}$

Перевод в СИ:

$m(C_6H_{12}O_6) = 800 \text{ г} = 0.8 \text{ кг}$

$Q_1 = 2803 \text{ кДж} = 2803 \times 10^3 \text{ Дж}$

Найти:

Количество теплоты $Q_2$, выделяющееся при окислении 800 г глюкозы.

Решение:

1. Из данного термохимического уравнения следует, что при окислении (сгорании) 1 моль глюкозы ($C_6H_{12}O_6$) выделяется 2803 кДж теплоты. Для дальнейших расчетов найдем молярную массу глюкозы. Используем относительные атомные массы элементов: $Ar(C) = 12$, $Ar(H) = 1$, $Ar(O) = 16$.

Молярная масса глюкозы $M(C_6H_{12}O_6)$ рассчитывается следующим образом:

$M(C_6H_{12}O_6) = 6 \cdot Ar(C) + 12 \cdot Ar(H) + 6 \cdot Ar(O) = 6 \cdot 12 + 12 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 72 + 12 + 96 = 180 \text{ г/моль}$.

Таким образом, при окислении 180 г (1 моль) глюкозы выделяется 2803 кДж теплоты.

2. Теперь найдем количество вещества (число моль) глюкозы, содержащееся в 800 г:

$n(C_6H_{12}O_6) = \frac{m(C_6H_{12}O_6)}{M(C_6H_{12}O_6)} = \frac{800 \text{ г}}{180 \text{ г/моль}} = \frac{80}{18} \text{ моль} = \frac{40}{9} \text{ моль}$.

3. Зная, сколько теплоты выделяется при окислении 1 моль глюкозы, можно найти, сколько теплоты выделится при окислении $\frac{40}{9}$ моль глюкозы. Для этого составим пропорцию:

1 моль $C_6H_{12}O_6$ — выделяется 2803 кДж

$\frac{40}{9}$ моль $C_6H_{12}O_6$ — выделяется $Q_2$ кДж

Отсюда находим $Q_2$:

$Q_2 = \frac{40}{9} \text{ моль} \times \frac{2803 \text{ кДж}}{1 \text{ моль}} = \frac{40 \times 2803}{9} \text{ кДж} = \frac{112120}{9} \text{ кДж} \approx 12457.78 \text{ кДж}$.

Ответ: при окислении 800 г глюкозы выделится приблизительно $12457.78 \text{ кДж}$ теплоты.