Номер 389, страница 60 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

389. Образование молекулы водорода протекает согласно уравнению:

$H + H = H_2 + 435 \text{ кДж.}$

Рассчитайте энергию, которую следует затратить, чтобы разорвать все ковалентные связи между атомами водорода в молекулах в порции водорода массой 12,4 г.

Дано:

Термохимическое уравнение: $H + H = H_2 + 435 \text{ кДж}$

Масса водорода $m(H_2) = 12,4 \text{ г}$

Найти:

Энергию, которую следует затратить ($Q_{затр.}$) - ?

Решение:

1. Из данного термохимического уравнения следует, что при образовании 1 моля молекулярного водорода ($H_2$) из атомов водорода выделяется 435 кДж энергии. Процесс разрыва ковалентных связей в молекулах водорода (диссоциация) является обратным процессу их образования. Следовательно, для разрыва связей в 1 моле водорода необходимо затратить 435 кДж энергии. Реакция разрыва связей будет выглядеть так:

$H_2 + 435 \text{ кДж} \rightarrow 2H$

Таким образом, энергия, необходимая для разрыва связей в 1 моле $H_2$, составляет 435 кДж/моль.

2. Найдем молярную массу молекулярного водорода ($H_2$). Атомная масса водорода (H) приблизительно равна 1 г/моль.

$M(H_2) = 2 \cdot M(H) = 2 \cdot 1 \text{ г/моль} = 2 \text{ г/моль}$

3. Рассчитаем количество вещества ($\nu$) водорода в порции массой 12,4 г по формуле $\nu = m/M$:

$\nu(H_2) = \frac{m(H_2)}{M(H_2)} = \frac{12,4 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 6,2 \text{ моль}$

4. Зная, что для разрыва связей в 1 моле водорода требуется 435 кДж энергии, рассчитаем, сколько энергии потребуется для 6,2 моль водорода. Для этого умножим количество вещества на энергию, необходимую для разрыва 1 моля связей.

$Q_{затр.} = \nu(H_2) \cdot 435 \text{ кДж/моль}$

$Q_{затр.} = 6,2 \text{ моль} \cdot 435 \text{ кДж/моль} = 2697 \text{ кДж}$

Ответ: 2697 кДж.