Какое количество теплоты выделилось при взаимодействии 40 г оксида серы (VI), содержащего 20% примесей, с водой?

Для решения данной задачи нам необходимо знать химическое уравнение реакции взаимодействия оксида серы (VI) с водой. Давайте предположим, что реакция протекает следующим образом:

$${\text{SO}}_3+{\text{H}}_2\text{O}\to {\text{H}}_2{\text{SO}}_4$$

Теперь, нам необходимо рассчитать количество оксида серы (VI) и воды, участвующих в реакции.

Масса оксида серы (VI) равна 40 г. Поскольку оксид серы (VI) содержит 20% примесей, то масса чистого оксида серы (VI) составляет 80% от общей массы:

$$\text{Масса чистого оксида серы (VI)}=40\text{г}\times \frac{80}{100}=32\text{г}$$

Молярная масса оксида серы (VI) равна 80 г/моль, поэтому количество вещества оксида серы (VI) можно рассчитать по формуле:

$$\text{Количество вещества оксида серы (VI)}=\frac{\text{Масса чистого оксида серы (VI)}}{\text{Молярная масса оксида серы (VI)}}$$

$$\text{Количество вещества оксида серы (VI)}=\frac{32\text{г}}{80\text{г/моль}}=0.4\text{моль}$$

Реакция между оксидом серы (VI) и водой указывает на то, что на каждую молекулу оксида серы (VI) требуется две молекулы воды. Следовательно, количество вещества воды можно рассчитать следующим образом:

$$\text{Количество вещества воды}=2\times \text{Количество вещества оксида серы (VI)}=2\times 0.4\text{моль}=0.8\text{моль}$$

Теперь мы можем приступить к расчету количества выделившейся теплоты. Для этого нам понадобится знать тепловое энергетическое содержание реакции, которое обозначается символом $\mathrm{\Delta }H$. Предположим, что данное значение равно -200 кДж/моль.

Теплота, выделившаяся при реакции, может быть рассчитана с использованием следующей формулы:

$$\text{Теплота реакции}=\mathrm{\Delta }H\times \text{Количество вещества оксида серы (VI)}$$

$$\text{Теплота реакции}=-200\text{кДж/моль}\times 0.4\text{моль}=-80\text{кДж}$$

Таким образом, при взаимодействии 40 г оксида серы (VI) с водой выделится 80 кДж теплоты.

Важно отметить, что знак минус перед числовым значением теплоты указывает на то, что реакция является экзотермической, то есть выделяет теплоту.