Номер 3, страница 29 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

4. Основы термохимии и химической кинетики. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 3, страница 29.

Условие.

3. Составьте термохимическое уравнение разложения кристаллического гидрокарбоната калия, если известно, что при разложении 50 г этого вещества поглощается $33,25 \text{ кДж}$ теплоты.

Решение.

Решение 2.

Дано:

масса гидрокарбоната калия, $m(\text{KHCO}_3) = 50 \text{ г}$

поглощенная теплота, $Q_{\text{погл}} = 33,25 \text{ кДж}$

Переведем количество теплоты в Джоули (основная единица СИ):

$Q_{\text{погл}} = 33,25 \text{ кДж} = 33250 \text{ Дж}$

Найти:

Термохимическое уравнение разложения $\text{KHCO}_3$.

Решение:

1. Составим уравнение реакции разложения гидрокарбоната калия. При нагревании гидрокарбонаты щелочных металлов разлагаются с образованием соответствующего карбоната, воды и углекислого газа. Уравняем реакцию и укажем агрегатные состояния веществ: (к) — кристаллическое (твердое), (г) — газообразное.

$2\text{KHCO}_3(\text{к}) \rightarrow \text{K}_2\text{CO}_3(\text{к}) + \text{H}_2\text{O}(\text{г}) + \text{CO}_2(\text{г})$

2. Для дальнейших расчетов найдем молярную массу гидрокарбоната калия ($\text{KHCO}_3$).

$M(\text{KHCO}_3) = M(\text{K}) + M(\text{H}) + M(\text{C}) + 3 \cdot M(\text{O})$

Используем относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева, округленные до целых чисел: $Ar(\text{K})=39$, $Ar(\text{H})=1$, $Ar(\text{C})=12$, $Ar(\text{O})=16$.

$M(\text{KHCO}_3) = 39 + 1 + 12 + 3 \cdot 16 = 100 \text{ г/моль}$

3. Вычислим количество вещества ($\nu$) гидрокарбоната калия, содержащееся в 50 г.

$\nu(\text{KHCO}_3) = \frac{m(\text{KHCO}_3)}{M(\text{KHCO}_3)} = \frac{50 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

4. Определим тепловой эффект реакции. Согласно условию, при разложении 0,5 моль $\text{KHCO}_3$ поглощается 33,25 кДж теплоты. Термохимическое уравнение должно отражать тепловой эффект для количеств веществ, указанных стехиометрическими коэффициентами в уравнении реакции. В нашем уравнении разлагается 2 моль $\text{KHCO}_3$.

Составим пропорцию, чтобы найти, какое количество теплоты ($Q$) поглотится при разложении 2 моль $\text{KHCO}_3$:

При разложении 0,5 моль $\text{KHCO}_3$ — поглощается 33,25 кДж

При разложении 2 моль $\text{KHCO}_3$ — поглощается $Q$ кДж

$Q = \frac{2 \text{ моль} \cdot 33,25 \text{ кДж}}{0,5 \text{ моль}} = 133 \text{ кДж}$

5. Запишем итоговое термохимическое уравнение. Так как теплота в ходе реакции поглощается, реакция является эндотермической. Тепловой эффект ($Q_p$) для эндотермических реакций записывается со знаком «минус». Изменение энтальпии системы ($\Delta H$) при этом будет положительным ($\Delta H = -Q_p$). В термохимических уравнениях тепловой эффект принято указывать в правой части.

$2\text{KHCO}_3(\text{к}) = \text{K}_2\text{CO}_3(\text{к}) + \text{H}_2\text{O}(\text{г}) + \text{CO}_2(\text{г}) - 133 \text{ кДж}$

Альтернативная запись с указанием энтальпии:

$2\text{KHCO}_3(\text{к}) = \text{K}_2\text{CO}_3(\text{к}) + \text{H}_2\text{O}(\text{г}) + \text{CO}_2(\text{г}); \quad \Delta H = +133 \text{ кДж}$

Ответ: $2\text{KHCO}_3(\text{к}) = \text{K}_2\text{CO}_3(\text{к}) + \text{H}_2\text{O}(\text{г}) + \text{CO}_2(\text{г}) - 133 \text{ кДж}$