Сравнение теплоты реакции натрия и калия с водой
При взаимодействии натрия массой 23 г с водой выделяется 139,8 кДж теплоты, а при взаимодействии навески калия массой 39 г выделяется 140 кДж теплоты. Составьте термохимические уравнения реакций взаимодействия натрия и калия с водой, сравните тепловые эффекты этих реакций.
Дано
`m(Na) = 23 text{ г}`
`Q(Na) = 139.8 text{ кДж}`
`m(K) = 39 text{ г}`
`Q(K) = 140 text{ кДж}`
Найти
Термохимические уравнения реакций.
Сравните тепловые эффекты реакций.
Решение
Запишем уравнения реакций щелочных металлов с водой:
`2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2 text{↑}`
`2K + 2H_2O = 2KOH + H_2 text{↑}`
Найдём количество вещества натрия:
`n(Na) = (m(Na))/(M(Na)) = 23/23 = 1 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, при взаимодействии 2 моль натрия выделяется `Q_text{х.р.}(Na)` кДж теплоты. Составим пропорцию:
`{:(2 text{ моль } Na, — ,Q_text{х.р.}(Na)),(1 text{ моль } Na, — ,139.8 text{ кДж}):}`
Решим пропорцию и найдём тепловой эффект реакции для натрия:
`Q_text{х.р.}(Na) = (2*139.8)/1 = 279.6 text{ кДж}`
Найдём количество вещества калия:
`n(K) = (m(K))/(M(K)) = 39/39 = 1 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, при взаимодействии 2 моль калия выделяется `Q_text{х.р.}(K)` кДж теплоты. Составим пропорцию:
`{:(2 text{ моль } K, — ,Q_text{х.р.}(K)),(1 text{ моль } K, — ,140 text{ кДж}):}`
Решим пропорцию и найдём тепловой эффект реакции для калия:
`Q_text{х.р.}(K) = (2*140)/1 = 280 text{ кДж}`
Ответ
`2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2 text{↑} + 279.6 text{ кДж}`
`2K + 2H_2O = 2KOH + H_2 text{↑} + 280 text{ кДж}`
Тепловые эффекты реакций взаимодействия натрия и калия с водой одинаковы.