Давайте разберём каждую из задач подробно:
Задача 1:
Уравнение реакции:
\[ \text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} + 802 \, \text{kJ} \]
Нужно определить количество теплоты, выделяемое при сжигании 24 г метана.
Решение:
Расчёт молярной массы метана (\(\text{CH}_4\)):
- Углерод (\(\text{C}\)) = 12 г/моль
- Водород (\(\text{H}\)) = 1 г/моль \(\times 4 = 4\) г/моль
- Таким образом, молярная масса \(\text{CH}_4\) = 12 + 4 = 16 г/моль.
Количество молей метана в 24 г:
\[ \text{n} = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} = \frac{24 \, \text{г}}{16 \, \text{г/моль}} = 1.5 \, \text{моль} \]
Количество теплоты, выделяемое при сжигании 1.5 моль \(\text{CH}_4\):
Написано, что 802 кДж выделяется при сжигании 1 моль \(\text{CH}_4\).
\[ \text{Q} = 1.5 \, \text{моль} \times 802 \, \text{kJ/моль} = 1203 \, \text{kJ} \]
Задача 2:
Тепловой эффект реакции горения серы равен 297 кДж. Необходимо определить массу серы, при которой выделяется 742,5 кДж.
Решение:
Расчёт массы серы на основе теплового эффекта:
Если 297 кДж выделяется при сжигании \(x\) г серы, то 742,5 кДж выделяется при массе \(y\) г серы.
Пропорция:
\[ \frac{742.5 \, \text{kJ}}{297 \, \text{kJ}} = \frac{y}{x} \]
Пусть \(x\) г серы соответствует 297 кДж. Тогда:
\[ y = x \times \frac{742.5}{297} \]
Предположим, что 297 кДж выделяется при сжигании 1 моль серы (молярная масса серы \(\text{S} = 32 \) г/моль). Таким образом,
\[ y = 32 \times \frac{742.5}{297} \approx 80 \, \text{г} \]
Задача 3:
По термохимическому уравнению:
\[ \text{H}_2 + \text{Cl}_2 = 2\text{HCl} + 184,36 \, \text{kJ} \]
Необходимо рассчитать, какая масса хлора затрачена при увеличении хлорводорода до 921,8 кДж.
Решение:
Определение количества теплоты и массы вещества:
Если 184,36 кДж выделяется при реакции 1 моль \(\text{Cl}_2\), то 921,8 кДж выделяется при массе \(y\) г \(\text{Cl}_2\).
Пропорция:
\[ \frac{921.8 \, \text{kJ}}{184.36 \, \text{kJ}} = \frac{y}{71} \]
(где 71 г/моль — молярная масса хлора \(\text{Cl}_2\))
\[ y = 71 \times \frac{921.8}{184.36} \approx 354.6 \, \text{г} \]
Таким образом, решения задач дают ясное понимание каждого этапа расчётов, связанных с термохимией.