Question

За термохімічним рівнянням H2 (г.) + Cl2 (г.) = HCl (г.); ∆H = –184 кДж обчисліть кількість (кДж) теплової енергії, що виділиться, якщо прореагував водень об’ємом 560 мл (н. у.).

Answer 1

Напишемо реакцію точніше
H2(г.) + Cl2(г.) = 2HCl(г.); ∆H = –184 кДж
Рахуємо кількість речовини водню
n = V / Vm = 0.56 / 22.4 = 0.025 моль
З термохімічного рівняння бачимо, що 1 моль водню дає 184 кДж енергії, тоді 0.025 моль водно дає х кДж енергії
Рахуємо х
х = 184 * 0.025 / 1 = 4.6 кДж

Answer 2

Для розв'язання цього завдання спочатку потрібно перевести об'єм водню з мл в літри, оскільки теплова енергія виражається в кількості речовини на одиницю об'єму.

1 мл = 0,001 л 560 мл = 560 * 0,001 = 0,56 л

Тепер, використовуючи термохімічне рівняння, можемо обчислити кількість теплової енергії, що виділиться.

∆H = -184 кДж

Оскільки теплова енергія звільняється при утворенні 1 моль HCl, спочатку потрібно знайти кількість молей HCl, яка утвориться з 0,56 л водню. Для цього використовуємо ідеальний газовий закон:

PV = nRT

де P - тиск, V - об'єм, n - кількість молей, R - газова стала, T - температура.

Оскільки у нас водень при н. у., тиск (P) та температура (T) відомі:

P = 1 атм = 101,3 кПа T = 273 K

R = 0,0821 л·атм/(моль·K)

n = (P * V) / (R * T) = (101,3 * 0,56) / (0,0821 * 273) ≈ 2,07 моль

Тепер, коли ми знаємо кількість молей HCl, можемо обчислити кількість теплової енергії, що виділиться:

Кількість теплової енергії = ∆H * кількість молей HCl Кількість теплової енергії = -184 кДж/mol * 2,07 mol ≈ -381 кДж

Отже, при реакції водню об'ємом 560 мл (н. у.) буде виділено близько 381 кДж теплової енергії.