Для решения этой задачи нам нужно использовать термохимическое уравнение реакции:
[ 2 \text{H}_2\text{S} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} + 857.3 \, \text{kJ} ]
Это уравнение показывает, что при сжигании 2 моль ( \text{H}_2\text{S} ) выделяется 857,3 кДж теплоты. Используя это значение, мы можем рассчитать количество теплоты для различных количеств ( \text{H}_2\text{S} ).
а) 3 моль ( \text{H}_2\text{S} )
Если 2 моль ( \text{H}_2\text{S} ) выделяют 857,3 кДж, то 1 моль ( \text{H}_2\text{S} ) выделяет:
[ \frac{857.3 \, \text{kJ}}{2} = 428.65 \, \text{kJ} ]
Следовательно, 3 моль ( \text{H}_2\text{S} ) выделяют:
[ 3 \times 428.65 \, \text{kJ} = 1285.95 \, \text{kJ} ]
б) 17 г ( \text{H}_2\text{S} )
Сначала найдем молярную массу ( \text{H}_2\text{S} ):
- Атомная масса ( \text{H} ) = 1 г/моль, так как у нас 2 атома водорода: ( 2 \times 1 = 2 ) г/моль
- Атомная масса ( \text{S} ) = 32 г/моль
Следовательно, молярная масса ( \text{H}_2\text{S} ) = ( 2 + 32 = 34 ) г/моль.
Теперь найдем количество моль в 17 г ( \text{H}_2\text{S} ):
[ \frac{17 \, \text{г}}{34 \, \text{г/моль}} = 0.5 \, \text{моль} ]
Мы уже знаем, что 1 моль ( \text{H}_2\text{S} ) выделяет 428.65 кДж, поэтому 0.5 моль выделит:
[ 0.5 \times 428.65 \, \text{kJ} = 214.325 \, \text{kJ} ]
в) 2,24 л ( \text{H}_2\text{S} )
Используем закон Авогадро, согласно которому 1 моль газа при нормальных условиях (0°C и 1 атм) занимает 22.4 л.
Определим количество моль в 2,24 л ( \text{H}_2\text{S} ):
[ \frac{2.24 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} = 0.1 \, \text{моль} ]
Зная, что 1 моль ( \text{H}_2\text{S} ) выделяет 428.65 кДж, 0.1 моль выделит:
[ 0.1 \times 428.65 \, \text{kJ} = 42.865 \, \text{kJ} ]
Таким образом, количество теплоты, выделяющееся при данных условиях, составляет:
- а) 1285.95 кДж для 3 моль ( \text{H}_2\text{S} );
- б) 214.325 кДж для 17 г ( \text{H}_2\text{S} );
- в) 42.865 кДж для 2,24 л ( \text{H}_2\text{S} ).