Номер 519, страница 80 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

519. Рассчитайте количество теплоты, которая поглотится при окислении азота массой $10 \text{ г}$ до оксида азота(II). Известно, что при окислении азота химическим количеством $1 \text{ моль}$ поглощается $90,4 \text{ кДж}$ теплоты.

Дано:

Масса азота $m(N_2) = 10 \text{ г}$

Теплота, поглощаемая при окислении 1 моль азота, $q = 90,4 \text{ кДж/моль}$

Перевод данных в систему СИ:

$m(N_2) = 10 \text{ г} = 0,01 \text{ кг}$

$q = 90,4 \text{ кДж/моль} = 90400 \text{ Дж/моль}$

Найти:

Количество поглощенной теплоты $Q$ - ?

Решение:

1. Процесс окисления азота до оксида азота(II) описывается следующим химическим уравнением:

$N_2 + O_2 \rightarrow 2NO$

Согласно условию, реакция является эндотермической, так как теплота поглощается. Тепловой эффект для окисления 1 моль азота ($N_2$) составляет 90,4 кДж.

2. Чтобы найти общее количество теплоты, поглощенное при реакции, сначала необходимо рассчитать количество вещества (число молей) азота в 10 граммах. Для этого используется формула:

$n = \frac{m}{M}$

где $n$ – количество вещества в молях, $m$ – масса вещества, $M$ – молярная масса вещества.

Молярная масса молекулярного азота ($N_2$) равна:

$M(N_2) = 2 \cdot A_r(N) = 2 \cdot 14 \frac{\text{г}}{\text{моль}} = 28 \frac{\text{г}}{\text{моль}}$

Теперь рассчитаем количество вещества азота:

$n(N_2) = \frac{10 \text{ г}}{28 \text{ г/моль}} \approx 0,3571 \text{ моль}$

3. Зная, что на окисление 1 моль азота требуется 90,4 кДж теплоты, мы можем рассчитать общее количество поглощенной теплоты $Q$ для 0,3571 моль азота, умножив количество вещества на молярную теплоту поглощения:

$Q = n(N_2) \cdot q$

Подставим наши значения:

$Q \approx 0,3571 \text{ моль} \cdot 90,4 \frac{\text{кДж}}{\text{моль}} \approx 32,28 \text{ кДж}$

Округлим полученный результат до трех значащих цифр, так как данное в условии значение теплоты (90,4 кДж) имеет три значащие цифры.

$Q \approx 32,3 \text{ кДж}$

Ответ: при окислении 10 г азота поглотится 32,3 кДж теплоты.