Номер 5, страница 216 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

5. Определите количество теплоты, которая выделяется при сгорании фосфора массой 1 кг по термохимическому уравнению реакции:

$4P_{\text{(тв)}} + 5O_{2\text{(г)}} = 2P_2O_{5\text{(тв)}} + 3010 \text{ кДж}$

Дано:

Масса фосфора, $m(P) = 1$ кг

Термохимическое уравнение: $4P_{(тв)} + 5O_{2(г)} = 2P_2O_{5(тв)} + 3010$ кДж

Перевод в граммы:

$m(P) = 1 \text{ кг} = 1000 \text{ г}$

Найти:

Количество теплоты, $Q$ - ?

Решение:

Согласно заданному термохимическому уравнению, при сгорании 4 моль фосфора выделяется 3010 кДж теплоты.

1. Определим молярную массу фосфора (P). По периодической таблице химических элементов Д.И. Менделеева, атомная масса фосфора составляет приблизительно 31 а.е.м. Следовательно, его молярная масса:

$M(P) \approx 31$ г/моль.

2. Рассчитаем количество вещества (число молей) фосфора, содержащееся в 1000 г, по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(P) = \frac{m(P)}{M(P)} = \frac{1000 \text{ г}}{31 \text{ г/моль}}$

3. Составим пропорцию, чтобы найти количество теплоты ($Q$), которое выделится при сгорании данного количества фосфора.

Из уравнения реакции известно, что при сгорании 4 моль P — выделяется 3010 кДж теплоты.

Для нашего случая, при сгорании $\frac{1000}{31}$ моль P — выделяется $Q$ кДж теплоты.

Получаем пропорцию:

$\frac{4 \text{ моль}}{3010 \text{ кДж}} = \frac{\frac{1000}{31} \text{ моль}}{Q}$

4. Выразим $Q$ из пропорции и вычислим его значение:

$Q = \frac{\frac{1000}{31} \text{ моль} \times 3010 \text{ кДж}}{4 \text{ моль}} = \frac{1000 \times 3010}{31 \times 4} = \frac{3010000}{124} \approx 24274,19$ кДж.

Ответ: при сгорании 1 кг фосфора выделится 24274,19 кДж теплоты.