Каков тепловой эффект реакции алмаза + 3 двуокиси серы = алюминиевый сульфат + ΔH0x при температуре 298 K и нормальном

Хорошо! Для решения этой задачи, нам понадобится использовать термохимические уравнения и таблицу тепловых эффектов реакций.

Сначала, давайте посмотрим на химическое уравнение данной реакции:
\[C + 3SO_2 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 \tag{1}\]

Тепловой эффект реакции (также известный как энтальпия реакции) может быть определен с использованием термохимических данных.

Так как у нас нет прямых данных для данной реакции, нам нужно воспользоваться энергиями связей атомов (таблица тепловых энергий связей).

Воспользовавшись этой таблицей, можем определить энергию связи для каждого из веществ в уравнении. Затем вычислим общую энергию связей в реагентах и продуктах реакции, и найдем разницу между ними.

Рассмотрим каждое вещество по очереди. Отметим, что газоподобным веществам нужно добавить энергию для ломания связей, а продуктам реакции, наоборот, нужно вычесть энергию, высвобожденную при образовании новых связей.

Тепловой эффект реакции можно вычислить по формуле:
\[\Delta H = \sum \Delta H_{\text{связей образования}} - \sum \Delta H_{\text{связей разрыва}} \tag{2}\]

Давайте вычислим тепловой эффект реакции по шагам.

Шаг 1: Расчет энергий связей разрыва
В уравнении (1) у нас есть одна связь C-C, которую нужно разорвать. Из таблицы тепловых энергий связей, энергия связи C-C составляет 347 кДж/моль. Поскольку у нас есть алмаз, который состоит из углерода (С), нам нужно использовать половину этой энергии (так как реакция происходит с одним мольным эквивалентом алмаза). Таким образом, энергия разрыва связи С составляет 347/2 = 173.5 кДж/моль. Учитывая, что у нас есть три мольные эквивалента двуокиси серы (SO_2), необходимо умножить эту величину на 3, получая общую энергию разрыва связей для этого вещества - 173.5 * 3 = 520.5 кДж/моль.

Шаг 2: Расчет энергий связей образования
Теперь давайте рассмотрим энергии связей образования продуктов реакции - алюминиевого сульфата (Al_2(SO_4)_3). У нас есть две связи Al-O и три связи Al-S. Из таблицы тепловых энергий связей, энергия связи Al-O составляет 457 кДж/моль, а энергия связи Al-S составляет 318 кДж/моль. Учитывая, что у нас есть один моль алюминиевого сульфата (Al_2(SO_4)_3), можем вычислить общую энергию образования связей для этого вещества - (2 * 457) + (3 * 318) = 2825 кДж/моль.

Шаг 3: Вычисление разности
Теперь, используя формулу (2), вычислим тепловой эффект реакции:
\[\Delta H = \sum \Delta H_{\text{связей образования}} - \sum \Delta H_{\text{связей разрыва}}\]
\[\Delta H = 2825 - 520.5 = 2304.5 \text{ кДж/моль}\]

Таким образом, тепловой эффект реакции алмаза + 3 двуокиси серы = алюминиевый сульфат при температуре 298 K и нормальном атмосферном давлении составляет 2304.5 кДж/моль.