Составьте термохимическое уравнение образования воды (газ) из простых веществ, если известно, что при образовании 9 г воды выделяется 123 кДж теплоты.
Составьте термохимическое уравнение образования воды (газ) из простых веществ, если известно, что при образовании 9 г воды выделяется 123 кДж теплоты.
Для составления термохимического уравнения образования воды в газообразном состоянии из простых веществ нам потребуется учитывать стехиометрию реакции и термохимические данные.
Вода (H₂O) образуется из простых веществ: водорода (H₂) и кислорода (O₂). Химическое уравнение реакции выглядит так:
[ 2H_2 (г) + O_2 (г) \rightarrow 2H_2O (г) ]
Сказано, что при образовании 9 г воды выделяется 123 кДж теплоты. Нам нужно составить термохимическое уравнение для реакции, с учётом этих данных.
Молярная масса воды (H₂O) рассчитывается как: [ M(H_2O) = 2 \cdot M_H + M_O = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \, \text{г/моль}. ]
Следовательно, 9 г воды — это половина моля: [ n(H_2O) = \frac{9}{18} = 0{,}5 \, \text{моль}. ]
Согласно условию, при образовании 0,5 моль воды выделяется 123 кДж теплоты. Для 1 моль воды теплота выделения будет равна: [ Q = \frac{123}{0{,}5} = 246 \, \text{кДж/моль}. ]
В уравнении реакции: [ 2H_2 (г) + O_2 (г) \rightarrow 2H_2O (г), ] образуется 2 моль воды. Для образования 1 моль воды выделяется 246 кДж, а для 2 моль воды теплота выделения составит: [ Q = 2 \cdot 246 = 492 \, \text{кДж}. ]
Теперь мы можем записать термохимическое уравнение реакции с учетом теплоты: [ 2H_2 (г) + O_2 (г) \rightarrow 2H_2O (г) + 492 \, \text{кДж}. ]
Либо в другой записи: [ 2H_2 (г) + O_2 (г) = 2H_2O (г), \, \Delta H = -492 \, \text{кДж}. ]
Знак минус перед (\Delta H) указывает на экзотермический характер реакции (теплота выделяется).
Термохимическое уравнение реакции образования воды из простых веществ: [ 2H_2 (г) + O_2 (г) \rightarrow 2H_2O (г), \, \Delta H = -492 \, \text{кДж}. ]
Для составления термохимического уравнения образования воды из простых веществ необходимо сначала записать химическую реакцию, которая описывает этот процесс. Вода (H₂O) образуется из водорода (H₂) и кислорода (O₂) по следующему уравнению:
[ 2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(g) ]
Теперь, чтобы учесть термохимические данные, нам нужно указать, сколько теплоты выделяется при образовании воды. Из условия задачи известно, что при образовании 9 г воды выделяется 123 кДж теплоты.
Сначала нужно определить, сколько моль воды содержится в 9 г. Молярная масса воды (H₂O) составляет 18 г/моль (2 г/моль для водорода и 16 г/моль для кислорода). Таким образом, количество молей воды в 9 г можно рассчитать следующим образом:
[ n(H_2O) = \frac{m}{M} = \frac{9 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} = 0.5 \, \text{моль} ]
Из уравнения реакции видно, что при образовании 2 моль воды выделяется определенное количество теплоты. Если 0.5 моль воды образуется с выделением 123 кДж, то для 2 моль можно рассчитать выделяемую теплоту (Q):
[ Q = 123 \, \text{кДж} \times \frac{2 \, \text{моль}}{0.5 \, \text{моль}} = 492 \, \text{кДж} ]
Таким образом, при образовании 2 моль воды (или 36 г воды) выделяется 492 кДж теплоты. Теперь мы можем записать термохимическое уравнение:
[ 2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(g) \quad \Delta H = -492 \, \text{кДж} ]
Обратите внимание, что знак "минус" указывает на то, что реакция экзотермическая, т.е. теплота выделяется в процессе реакции.
В результате, термохимическое уравнение образования воды из простых веществ выглядит следующим образом:
[ 2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(g) \quad \Delta H = -492 \, \text{кДж} ]
Это уравнение показывает как состав, так и теплоту, выделяемую при реакции.
