Номер 2, страница 29 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 4. Основы термохимии и химической кинетики - номер 2, страница 29.

Условие.

2. Составьте термохимическое уравнение реакции образования воды из простых веществ, если известно, что при образовании 18 г воды выделяется 286 кДж теплоты.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Масса образовавшейся воды: $m(\text{H}_2\text{O}) = 18 \text{ г}$
Количество выделившейся теплоты: $Q = 286 \text{ кДж}$

$m(\text{H}_2\text{O}) = 18 \text{ г} = 0.018 \text{ кг}$

$Q = 286 \text{ кДж} = 286000 \text{ Дж}$

Найти:

Термохимическое уравнение реакции - ?

Решение:

Термохимическое уравнение — это уравнение химической реакции, в котором указан её тепловой эффект. Для составления такого уравнения необходимо знать сбалансированное химическое уравнение и количество теплоты, которое выделяется или поглощается в ходе реакции в расчете на моли реагентов и продуктов.

1. Запишем уравнение реакции образования воды из простых веществ. Простыми веществами, из которых состоит вода ($\text{H}_2\text{O}$), являются водород ($\text{H}_2$) и кислород ($\text{O}_2$). Оба вещества при стандартных условиях являются газами.

$ \text{H}_2(\text{г}) + \text{O}_2(\text{г}) \rightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{ж}) $

2. Найдем количество вещества (число молей) воды, масса которой составляет 18 г. Для этого сначала вычислим молярную массу воды $M(\text{H}_2\text{O})$. Используем относительные атомные массы: $A_r(\text{H}) \approx 1$, $A_r(\text{O}) \approx 16$.

$ M(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot A_r(\text{H}) + 1 \cdot A_r(\text{O}) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль} $

Теперь найдем количество вещества $n$ по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$ n(\text{H}_2\text{O}) = \frac{m(\text{H}_2\text{O})}{M(\text{H}_2\text{O})} = \frac{18 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 1 \text{ моль} $

3. Согласно условию, при образовании 1 моль воды выделяется 286 кДж теплоты. Это и есть тепловой эффект данной реакции ($Q$). Так как теплота выделяется, реакция экзотермическая, и в термохимическом уравнении тепловой эффект записывается со знаком плюс в правой части.

4. Запишем итоговое термохимическое уравнение. Необходимо сбалансировать реакцию так, чтобы в продуктах получился 1 моль воды, и указать тепловой эффект.

$ \text{H}_2(\text{г}) + \frac{1}{2}\text{O}_2(\text{г}) = \text{H}_2\text{O}(\text{ж}) + 286 \text{ кДж} $

Это уравнение показывает, что при реакции 1 моль газообразного водорода с 0.5 моль газообразного кислорода образуется 1 моль жидкой воды и выделяется 286 кДж теплоты.

Ответ: $ \text{H}_2(\text{г}) + \frac{1}{2}\text{O}_2(\text{г}) = \text{H}_2\text{O}(\text{ж}) + 286 \text{ кДж} $