Каков тепловой эффект при образовании 1 моля хлороводорода из начальных веществ, если при реакции 3,55 г хлора

Рак_74

12

Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон Гесса. Первым шагом разложим данную реакцию на более простые шаги:

1) Для начала, произведем разложение водорода на элементы:
\[H_2 \rightarrow 2H\]
В этой реакции энергия поглощается, так как происходит образование водорода.

2) Затем, выполним диссоциацию молекулярного хлора:
\[Cl_2 \rightarrow 2Cl\]
Также в этой реакции энергия поглощается, так как происходит образование атомарного хлора.

3) Наконец, образуем молекулярный хлороводород из атомарного хлора и атомарного водорода:
\[H + Cl \rightarrow HCl\]
Этот шаг реакции является обратным реакции диссоциации молекулярного хлора, поэтому энергия высвобождается.

Теперь мы можем объединить все эти реакции и рассчитать тепловой эффект образования 1 моля хлороводорода.

Согласно закону Гесса, общая энергия всех промежуточных реакций равна энергии исходной реакции. Поэтому:
\[\Delta H_{\text{образования HCl}} = \Delta H_1 + \Delta H_2 + \Delta H_3\]

где \(\Delta H_{\text{образования HCl}}\) - тепловой эффект образования 1 моля хлороводорода,
\(\Delta H_1\) - энергия разложения водорода,
\(\Delta H_2\) - энергия диссоциации молекулярного хлора,
\(\Delta H_3\) - энергия образования молекулярного хлороводорода.

Теперь найдем значения каждого из этих тепловых эффектов.

1) Энергия разложения водорода (\(\Delta H_1\)):
Поскольку в реакции образуется 1 моль водорода и энергия поглощается, то 1 моль энергии разложения водорода равна \(-9,2 \, \text{кДж}\).

2) Энергия диссоциации молекулярного хлора (\(\Delta H_2\)):
Поскольку в реакции образуется 2 атома хлора и энергия поглощается, то каждый атом члора будет иметь энергию диссоциации, равную половине полной энергии. Таким образом, получаем:
\(\Delta H_2 = \frac{-9,2 \, \text{кДж}}{2} = -4,6 \, \text{кДж}\).

3) Теперь, найдем энергию образования молекулярного хлороводорода (\(\Delta H_3\)) с помощью формулы закона Гесса:
\(\Delta H_{\text{образования HCl}} = \Delta H_1 + \Delta H_2 + \Delta H_3\)
\(\Delta H_3 = \Delta H_{\text{образования HCl}} - \Delta H_1 - \Delta H_2\)
\(\Delta H_3 = 9,2 - (-9,2) - (-4,6) = 9,2 + 9,2 - 4,6 = 13,8 \, \text{кДж}\).

Таким образом, тепловой эффект при образовании 1 моля хлороводорода из начальных веществ составляет 13,8 кДж.