Тепловой эффект реакции разложения карбоната кальция составляет − 178 −178 кДж/моль. Какой процент от 35 35 г карбоната кальция разложится при сообщении ему 40 40 кДж теплоты?
Чтобы решить задачу, сначала нужно определить, сколько молей карбоната кальция (CaCO₃) в 35 г. Молярная масса карбоната кальция составляет примерно 100 г/моль (40 г/моль для кальция + 12 г/моль для углерода + 48 г/моль для кислорода).
Рассчитаем количество молей CaCO₃ в 35 г:
\[ n = \frac{m}{M} = \frac{35 \, \text{г}}{100 \, \text{г/моль}} = 0.35 \, \text{моль} \]
Теперь выясним, сколько теплоты необходимо для разложения одного моля карбоната кальция. У нас есть тепловой эффект реакции разложения, равный −178 кДж/моль. Это означает, что для разложения 1 моль карбоната кальция нужно 178 кДж.
Вычислим, сколько тепла необходимо для разложения 0.35 моль CaCO₃:
\[ Q = n \cdot \Delta H = 0.35 \, \text{моль} \cdot 178 \, \text{кДж/моль} = 62.3 \, \text{кДж} \]
Теперь сравним количество теплоты, которое мы можем сообщить карбонату кальция (40 кДж), с тем количеством, необходимым для его разложения (62.3 кДж). Мы видим, что 40 кДж недостаточно для полного разложения 0.35 моль:
Рассчитаем, какую долю от 0.35 моль можно разложить при подаче 40 кДж:
\[ n_{\text{разложившегося}} = \frac{Q}{\Delta H} = \frac{40 \, \text{кДж}}{178 \, \text{кДж/моль}} \approx 0.224 \, \text{моль} \]
Теперь найдем, какой процент от 0.35 моль составляет 0.224 моль:
\[ \text{Процент} = \left(\frac{0.224 \, \text{моль}}{0.35 \, \text{моль}}\right) \cdot 100\% \approx 64\% \]
Таким образом, при сообщении 40 кДж теплоты разложится примерно 64% от 35 г карбоната кальция.
