27. Расчетная задача: масса, объем, тепло: тепловой эффект реакции
В реакцию, термохимическое уравнение которой
$MgO + CO_2 = MgCO_3 + 102\text{ кДж}$,
вступило $8{,}8\text{ г}$ углекислого газа. Какое количество теплоты выделилось при этом? (Запишите число с точностью до десятых.)
Количество вещества $CO_2$:
$n(CO_2)=\frac{8{,}8}{44}=0{,}2\text{ моль}$.
По уравнению: $1$ моль $CO_2$ → $102\text{ кДж}$, значит:
$Q=0{,}2\cdot102=20{,}4\text{ кДж}$.
Реакция протекает согласно термохимическому уравнению
$CaO + H_2O = Ca(OH)_2 + 82\text{ кДж}$.
Определите количество теплоты, которое выделяется при взаимодействии оксида кальция массой $840\text{ г}$ с водой. (Запишите число с точностью до целых.)
Количество вещества $CaO$:
$n(CaO)=\frac{840}{56}=15\text{ моль}$.
По уравнению: $1$ моль $CaO$ → $82\text{ кДж}$,
значит:
$Q=15\cdot82=1230\text{ кДж}$.
Разложение нитрита аммония протекает в соответствии с термохимическим уравнением
$NH_4NO_2 = N_2 + 2H_2O + 316\text{ кДж}$.
Определите количество теплоты, которое выделяется при разложении $192\text{ г}$ нитрита аммония. (Запишите число с точностью до целых.)
Молярная масса:
$M(NH_4NO_2)=64\text{ г/моль}$.
Количество вещества:
$n=\frac{192}{64}=3\text{ моль}$.
По уравнению: $1$ моль → $316\text{ кДж}$,
значит:
$Q=3\cdot316=948\text{ кДж}$.
При сгорании $6\text{ г}$ магния в кислороде выделилось $150\text{ кДж}$ теплоты. Вычислите тепловой эффект химической реакции, уравнение которой
$2Mg + O_2 = 2MgO + Q$. (Запишите число с точностью до целых.)
Молярная масса магния:
$M(Mg)=24\text{ г/моль}$.
Количество вещества магния:
$n=\frac{6}{24}=0{,}25\text{ моль}$.
По условию: $0{,}25$ моль → $150\text{ кДж}$,
значит $1$ моль:
$Q=\frac{150}{0{,}25}=600\text{ кДж}$.
По уравнению реакции $2$ моль магния:
$Q=2\cdot600=1200\text{ кДж}$.
В результате реакции, которая протекает в соответствии с термохимическим уравнением
$CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O + 892\text{ кДж}$,
образовалась вода массой $3{,}6\text{ г}$. Какое количество теплоты выделилось при этом? (Запишите число с точностью до десятых.)
Молярная масса воды:
$M(H_2O)=18\text{ г/моль}$.
Количество вещества воды:
$n(H_2O)=\frac{3{,}6}{18}=0{,}2\text{ моль}$.
По уравнению: $2$ моль $H_2O$ → $892\text{ кДж}$,
значит:
$Q=\frac{0{,}2}{2}\cdot892=89{,}2\text{ кДж}$.
Восстановление оксида железа (III) протекает в соответствии с термохимическим уравнением реакции
$Fe_2O_3 + 3H_2 = 2Fe + 3H_2O — 89{,}6\text{ кДж}$.
Вычислите количество теплоты, которое поглотилось при восстановлении $10\text{ моль}$ оксида железа (III). (Запишите число с точностью до целых.)
По уравнению: $1$ моль $Fe_2O_3$ соответствует $89{,}6\text{ кДж}$ (теплота поглощается).
Для $10$ моль:
$Q=10\cdot89{,}6=896\text{ кДж}$.
Вычислите количество выделившейся теплоты, если в реакцию вступает $3{,}5\text{ моль}$ кислорода в соответствии с термохимическим уравнением реакции
$2H_2O + 4NO_2 + O_2 = 4HNO_3 + 258\text{ кДж}$.
(Запишите число с точностью до целых.)
По уравнению: $1$ моль $O_2$ соответствует $258\text{ кДж}$.
Для $3{,}5$ моль:
$Q=3{,}5\cdot258=903\text{ кДж}$.
В результате реакции, термохимическое уравнение которой
$CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O + 802\text{ кДж}$,
выделилось $80{,}2\text{ кДж}$ теплоты. Вычислите количество вещества углекислого газа, полученного в этой реакции. (Запишите число с точностью до десятых.)
По уравнению: $802\text{ кДж}$ соответствует $1$ моль $CO_2$.
Следовательно:
$n(CO_2)=\frac{80{,}2}{802}=0{,}1\text{ моль}$.
Какое количество теплоты выделится при восстановлении железной окалины массой $139{,}2\text{ г}$ в соответствии с термохимическим уравнением реакции
$3Fe_3O_4 + 8Al = 9Fe + 4Al_2O_3 + 829\text{ кДж}$? (Запишите число с точностью до десятых.)
Молярная масса:
$M(Fe_3O_4)=232\text{ г/моль}$.
Количество вещества:
$n=\frac{139{,}2}{232}=0{,}6\text{ моль}$.
По уравнению: $3$ моль $Fe_3O_4$ → $829\text{ кДж}$,
значит:
$Q=\frac{0{,}6}{3}\cdot829=165{,}8\text{ кДж}$.
Реакция протекает согласно термохимическому уравнению
$SiO_2 + 2Mg = Si + 2MgO + 350{,}7\text{ кДж}$.
Определите количество теплоты, которое выделится в результате взаимодействия $16\text{ г}$ магния с избытком кремнезёма. (Запишите число с точностью до целых.)
Молярная масса магния:
$M(Mg)=24\text{ г/моль}$.
Количество вещества:
$n(Mg)=\frac{16}{24}=0{,}67\text{ моль}$.
По уравнению: $2$ моль $Mg$ → $350{,}7\text{ кДж}$,
значит:
$Q=\frac{0{,}67}{2}\cdot350{,}7\approx117{,}4\text{ кДж}$.
Определите количество теплоты, которое поглощается при восстановлении оксида железа (III) водородом объёмом $201{,}6\text{ л}$ (н.у.) в соответствии с термохимическим уравнением реакции
$Fe_2O_3 + 3H_2 = 2Fe + 3H_2O — 89{,}6\text{ кДж}$.
(Запишите число с точностью до десятых.)
Количество вещества водорода:
$n(H_2)=\frac{201{,}6}{22{,}4}=9\text{ моль}$.
По уравнению: $3$ моль $H_2$ соответствуют $89{,}6\text{ кДж}$.
Следовательно:
$Q=\frac{9}{3}\cdot89{,}6=3\cdot89{,}6=268{,}8\text{ кДж}$.
Окисление диоксида серы протекает в соответствии с термохимическим уравнением
$2SO_2 + O_2 = 2SO_3 + 198\text{ кДж}$.
Вычислите количество теплоты, которое выделится при окислении $268{,}8\text{ л}$ (н.у.) диоксида серы. (Запишите число с точностью до целых.)
Количество вещества $SO_2$:
$n(SO_2)=\frac{268{,}8}{22{,}4}=12\text{ моль}$.
По уравнению: $2$ моль $SO_2$ → $198\text{ кДж}$,
значит:
$Q=\frac{12}{2}\cdot198=6\cdot198=1188\text{ кДж}$.
Какое количество теплоты выделится в результате реакции гашения извести в соответствии с термохимическим уравнением реакции
$CaO + H_2O = Ca(OH)_2 + 67\text{ кДж}$,
если в реакцию вступило $22{,}4\text{ г}$ негашёной извести? (Запишите число с точностью до десятых.)
Молярная масса:
$M(CaO)=56\text{ г/моль}$.
Количество вещества:
$n=\frac{22{,}4}{56}=0{,}4\text{ моль}$.
По уравнению: $1$ моль $CaO$ → $67\text{ кДж}$,
значит:
$Q=0{,}4\cdot67=26{,}8\text{ кДж}$.
Реакция протекает согласно термохимическому уравнению
$4Al + 3O_2 = 2Al_2O_3 + 3350\text{ кДж}$.
Определите количество теплоты, которое выделится в результате образования оксида алюминия массой $40{,}8\text{ г}$. (Запишите число с точностью до целых.)
Молярная масса:
$M(Al_2O_3)=102\text{ г/моль}$.
Количество вещества:
$n(Al_2O_3)=\frac{40{,}8}{102}=0{,}4\text{ моль}$.
По уравнению: $2$ моль $Al_2O_3$ → $3350\text{ кДж}$,
значит:
$Q=\frac{0{,}4}{2}\cdot3350=670\text{ кДж}$.
Определите количество теплоты, которое поглощается при разложении $2020\text{ г}$ нитрата калия в соответствии с термохимическим уравнением реакции
$2KNO_3 = 2KNO_2 + O_2 — 255\text{ кДж}$.
(Запишите число с точностью до целых.)
Молярная масса:
$M(KNO_3)=101\text{ г/моль}$.
Количество вещества:
$n=\frac{2020}{101}=20\text{ моль}$.
По уравнению: $2$ моль $KNO_3$ соответствуют $255\text{ кДж}$.
Следовательно:
$Q=\frac{20}{2}\cdot255=10\cdot255=2550\text{ кДж}$.