Вопрос школьника
В ходе реакции 2SO2+O2=2SO3+158
выделилось 395 кДж тепла. Чему равна масса оксида серы (VI), полученного при этом?
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон сохранения энергии и закон сохранения массы.
Согласно уравнению реакции, 2 моля диоксида серы (SO2) и 1 моль молекулярного кислорода (O2) реагируют, образуя 2 моля трехатомного оксида серы (SO3). Таким образом, соотношение между молями SO2, O2 и SO3 равно 2:1:2.
Известно, что при реакции выделилось 395 кДж тепла. Это означает, что реакция является экзотермической, то есть энергия выделилась в окружающую среду. Следовательно, энергия, выделившаяся при реакции, равна изменению энтальпии (ΔH) системы.
ΔH = -395 кДж
Так как реакция происходит при стандартных условиях (температура 25 °C и давление 1 атм), то можно использовать стандартные термодинамические данные для расчета ΔH.
ΔH = ΣnΔHf(продукты) — ΣnΔHf(реагенты)
где n — количество молей вещества, ΔHf — стандартная энтальпия образования.
Для SO2, O2 и SO3 стандартные энтальпии образования равны соответственно -296,8 кДж/моль, 0 кДж/моль и -396,2 кДж/моль.
Подставляя значения в формулу для ΔH, получаем:
ΔH = 2ΔHf(SO3) — 2ΔHf(SO2) — ΔHf(O2)
-395 кДж = 2*(-396,2 кДж/моль) — 2*(-296,8 кДж/моль) — 0 кДж/моль
Решая уравнение, получаем:
n(SO3) = 2 моль
Таким образом, при реакции образуется 2 моля трехатомного оксида серы (SO3). Масса SO3 можно рассчитать, зная его молярную массу, которая равна 80 г/моль.
m(SO3) = n(SO3) * M(SO3) = 2 моль * 80 г/моль = 160 г
Ответ: масса оксида серы (VI), полученного при реакции, равна 160 г.