Question

Термохімічне рівняння реакції горіння фосфору: 4Р(т) +502(г) = 2Р205 (т); ∆H⁰=-3010кДж. Визначте: а) масу фосфору, який згорів, якщо виділилось 1000 кДж теплоти; б) скільки теплоти виділиться при взаємодії фосфору з 10 л (н.у.) кисню; в) теплоту утворення фосфор (V) оксиду. Без розв'язку задачі, відповідь не зараховується!​

Answer 1

Давайте розглянемо дане термохімічне рівняння реакції горіння фосфору:

\[4P_{(т)} + 5O_{2(g)} \rightarrow 2P_2O_{5(т)} \quad \Delta H^0 = -3010 \, \text{кДж}.\]

а) Задача полягає у визначенні маси фосфору, який згорів, якщо виділилося 1000 кДж теплоти. Використаємо термохімічну константу \(\Delta H^0\) для розрахунку маси фосфору.

Маса фосфору може бути знайдена за допомогою рівняння:

\[\Delta H = n \cdot \Delta H^0,\]

де \(\Delta H\) - теплота (1000 кДж), \(\Delta H^0\) - термохімічна константа (-3010 кДж), а \(n\) - кількість молів фосфору. Перепишемо рівняння для знаходження маси:

\[1000 \, \text{кДж} = n \cdot (-3010 \, \text{кДж}).\]

Розв'яжемо це рівняння для \(n\):

\[n = \frac{1000 \, \text{кДж}}{-3010 \, \text{кДж}} \approx -0.332.\]

З огляду на те, що кількість молів не може бути від'ємною, відповідь на це питання неприпустима. Можливо, є помилка у вихідних даних або розрахунках.

б) Спробуємо вирішити другу частину задачі. Знайдемо теплоту, яка виділиться при взаємодії фосфору з 10 л кисню (н.у.). Використовуючи збалансоване рівняння, можна визначити, що для одного молю фосфору взаємодіє з 5/4 молей \(O_2\).

Отже, для взаємодії з \(10 \, \text{л}\) кисню (н.у.), ми потребуємо \(10 \, \text{л} \div 22.4 \, \text{л/моль}\) молей \(O_2\).

Знайдемо кількість молей фосфору, використовуючи масу молекули фосфору \(P_4\):

\[n_{P_4} = \frac{\text{маса}}{\text{маса молекули}} = \frac{m}{4 \cdot \text{маса атома фосфору}}.\]

Тепер ми можемо використати це для визначення кількості молей \(O_2\) і далі для визначення теплоти:

\[\text{теплота} = n \cdot \Delta H^0.\]

в) Наостанок, теплоту утворення фосфор оксиду можна знайти, поділивши теплоту реакції на кількість молей продукту:

\[Q_{\text{утворення}} = \frac{\Delta H^0}{\text{кількість молей продукту}}.\]

Однак для точної відповіді необхідно знати точні маси і температури реакції, оскільки теплота може залежати від умов.