Какой тепловой эффект образования 1 моль серной кислоты из серы и отходов нефтепереработки, содержащих сероводород?

Чтобы решить эту задачу, нам нужно рассчитать общий тепловой эффект образования 1 моля серной кислоты из серы и отходов нефтепереработки, содержащих сероводород. Для этого мы будем использовать данные о тепловых эффектах каждой реакции, указанные в условии.

Давайте разобьем решение на несколько шагов:

Шаг 1: Переведем все реакции в уравнения с учетом обратных реакций.

Уравнение реакции 1: \[2HS(g) + 3O2(g) \rightarrow 2H2O(g) + SO2(g)\]

Уравнение обратной реакции 1: \[2H2O(g) + SO2(g) \rightarrow 2HS(g) + 3O2(g)\]

Уравнение реакции 2: \[SO2(g) + 0.5O2(g) + H2O(g) \rightarrow H2SO4(l)\]

Уравнение обратной реакции 2: \[H2SO4(l) \rightarrow SO2(g) + 0.5O2(g) + H2O(g)\]

Уравнение реакции 3: \[S(monoclinic) \rightarrow S(g)\]

Уравнение обратной реакции 3: \[S(g) \rightarrow S(monoclinic)\]

Уравнение реакции 4: \[S(g) + O2(g) \rightarrow SO2(g)\]

Уравнение обратной реакции 4: \[SO2(g) \rightarrow S(g) + O2(g)\]

Шаг 2: Установим целевую реакцию и распишем ее на отдельные реакции.

Целевая реакция: \[S(g) + O2(g) + 0.5O2(g) + H2O(g) \rightarrow H2SO4(l)\]

Разложим эту реакцию на последовательность реакций, которые приведут нас от данного сырья до конечного продукта - серной кислоты.

Реакция 1: \[S(g) \rightarrow S(monoclinic)\] (уравнение реакции 3, обратная реакция 3)

Реакция 2: \[S(monoclinic)+O2(g) \rightarrow S(g)\] (уравнение реакции 3, обратная реакция 3)

Реакция 3: \[S(g) + O2(g) \rightarrow SO2(g)\] (уравнение реакции 4, обратная реакция 4)

Реакция 4: \[SO2(g) + 0.5O2(g) + H2O(g) \rightarrow H2SO4(l)\] (уравнение реакции 2, обратная реакция 2)

Теперь у нас есть последовательность реакций, связывающих данное сырье с конечным продуктом.

Шаг 3: Рассчитаем общий тепловой эффект для каждой реакции.

Общий тепловой эффект для реакции 1 (S(g) -> S(monoclinic)) равен \(ΔH_3 = 65,2 \, \text{кДж}\).

Общий тепловой эффект для реакции 2 (S(monoclinic) + O2(g) -> S(g)) равен \(-ΔH_3 = -65,2 \, \text{кДж}\).

Общий тепловой эффект для реакции 3 (S(g) + O2(g) -> SO2(g)) равен \(ΔH_4 = -361,6 \, \text{кДж}\).

Общий тепловой эффект для реакции 4 (SO2(g) + 0.5O2(g) + H2O(g) -> H2SO4(l)) равен \(-ΔH_2 = 275,0 \, \text{кДж}\).

Шаг 4: Рассчитаем общий тепловой эффект для целевой реакции.

Теперь мы можем рассчитать общий тепловой эффект для целевой реакции, сложив тепловые эффекты каждой промежуточной реакции:

Общий тепловой эффект для целевой реакции равен сумме тепловых эффектов каждой промежуточной реакции:

Общий тепловой эффект = \(ΔH_3 + (-ΔH_3) + ΔH_4 + (-ΔH_2)\)

Общий тепловой эффект = \(65,2 \, \text{кДж} + (-65,2 \, \text{кДж}) + (-361,6 \, \text{кДж}) + 275,0 \, \text{кДж}\)

Общий тепловой эффект = \(-86,6 \, \text{кДж}\)

Таким образом, общий тепловой эффект образования 1 моля серной кислоты из данного сырья будет -86,6 кДж.