Номер 7, страница 30 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 4. Основы термохимии и химической кинетики - номер 7, страница 30.

Условие.

7. Используя термохимическое уравнение горения серы

$S(\text{тв.}) + O_2(\text{г.}) = SO_2(\text{г.}) + 297 \text{ кДж}$,

рассчитайте:

a) количество теплоты, выделившейся при сгорании 60 г серы;

б) объём затраченного кислорода, если в реакции выделилось 356,4 кДж теплоты.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Термохимическое уравнение: $S(тв.) + O₂(г.) = SO₂(г.) + 297 \text{ кДж}$
$m(S) = 60 \text{ г}$ (для пункта а)
$Q_2 = 356,4 \text{ кДж}$ (для пункта б)
$M(S) = 32 \text{ г/моль}$ (молярная масса серы)
$V_m = 22,4 \text{ л/моль}$ (молярный объем газа при н.у.)

Найти:

а) $Q_1$ - ?
б) $V(O_2)$ - ?

Решение:

а) количество теплоты, выделившейся при сгорании 60 г серы;

1. Из термохимического уравнения следует, что при сгорании 1 моль серы (что соответствует 32 г) выделяется 297 кДж теплоты.

2. Найдем количество вещества серы массой 60 г по формуле $n = m/M$:
$n(S) = 60 \text{ г} / 32 \text{ г/моль} = 1,875 \text{ моль}$

3. Составим пропорцию, чтобы найти количество теплоты ($Q_1$), которое выделится при сгорании 1,875 моль серы:

При сгорании $1 \text{ моль S}$ — выделяется $297 \text{ кДж}$ теплоты
При сгорании $1,875 \text{ моль S}$ — выделяется $Q_1 \text{ кДж}$ теплоты

Отсюда: $Q_1 = \frac{1,875 \text{ моль} \cdot 297 \text{ кДж}}{1 \text{ моль}} = 556,875 \text{ кДж}$

Ответ: при сгорании 60 г серы выделится 556,875 кДж теплоты.

б) объём затраченного кислорода, если в реакции выделилось 356,4 кДж теплоты.

1. Из термохимического уравнения следует, что для выделения 297 кДж теплоты требуется 1 моль кислорода $O_2$.

2. Составим пропорцию, чтобы найти количество вещества кислорода $n(O_2)$, которое потребуется для выделения 356,4 кДж теплоты:

При расходе $1 \text{ моль } O_2$ — выделяется $297 \text{ кДж}$ теплоты
При расходе $n(O_2) \text{ моль } O_2$ — выделяется $356,4 \text{ кДж}$ теплоты

Отсюда: $n(O_2) = \frac{1 \text{ моль} \cdot 356,4 \text{ кДж}}{297 \text{ кДж}} = 1,2 \text{ моль}$

3. Теперь найдем объем, который занимает 1,2 моль кислорода при нормальных условиях (н.у.), используя молярный объем газа $V_m$:
$V(O_2) = n(O_2) \cdot V_m = 1,2 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 26,88 \text{ л}$

Ответ: было затрачено 26,88 л кислорода.