Номер 4, 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 4, страница 29.

Условие.

4. Составьте термохимическое уравнение горения сульфида цинка, если известно, что при горении 19,4 г этого вещества выделилось 88,6 кДж теплоты.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(ZnS) = 19,4 \text{ г}$

$Q_{выд.} = 88,6 \text{ кДж}$

Найти:

Термохимическое уравнение горения $ZnS$.

Решение:

Термохимическое уравнение — это химическое уравнение, в котором указан тепловой эффект реакции.

1. Составим уравнение реакции горения сульфида цинка ($ZnS$). Горение — это реакция с кислородом ($O_2$). В результате горения сульфидов металлов образуется оксид металла и оксид серы(IV) ($SO_2$).

$ZnS + O_2 \rightarrow ZnO + SO_2$

2. Расставим коэффициенты, чтобы уравнять количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения:

$2ZnS + 3O_2 = 2ZnO + 2SO_2$

3. Теперь необходимо рассчитать тепловой эффект реакции ($Q$) для тех количеств веществ, которые указаны в уравнении. В нашем случае, нужно найти теплоту, которая выделяется при сгорании 2 моль сульфида цинка.

4. Вычислим молярную массу сульфида цинка $M(ZnS)$, используя относительные атомные массы цинка ($Ar(Zn) \approx 65$) и серы ($Ar(S) \approx 32$):

$M(ZnS) = Ar(Zn) + Ar(S) = 65 + 32 = 97 \text{ г/моль}$

5. Найдем количество вещества ($n$) сульфида цинка, которое сгорело согласно условию задачи:

$n(ZnS) = \frac{m(ZnS)}{M(ZnS)} = \frac{19,4 \text{ г}}{97 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

6. Из условия известно, что при сгорании 0,2 моль $ZnS$ выделилось 88,6 кДж теплоты. Составим пропорцию, чтобы найти тепловой эффект ($Q$) для 2 моль $ZnS$, как в нашем уравнении:

при сгорании $0,2 \text{ моль } ZnS$ — выделилось $88,6 \text{ кДж}$ теплоты;

при сгорании $2 \text{ моль } ZnS$ — выделится $Q \text{ кДж}$ теплоты.

$Q = \frac{2 \text{ моль} \cdot 88,6 \text{ кДж}}{0,2 \text{ моль}} = 10 \cdot 88,6 \text{ кДж} = 886 \text{ кДж}$

7. Запишем итоговое термохимическое уравнение. Так как реакция экзотермическая (теплота выделяется), тепловой эффект записывается в правой части уравнения со знаком "+". Также укажем агрегатные состояния веществ: (тв) — твердое, (г) — газообразное.

$2ZnS_{(тв)} + 3O_{2(г)} = 2ZnO_{(тв)} + 2SO_{2(г)} + 886 \text{ кДж}$

Ответ: $2ZnS_{(тв)} + 3O_{2(г)} = 2ZnO_{(тв)} + 2SO_{2(г)} + 886 \text{ кДж}$.