Сколько теплоты освободится в результате окисления сульфида меди кислородом, при этом образуется медь и оксид серы?

Для решения данной задачи мы должны знать химическое уравнение реакции окисления сульфида меди кислородом. В данном случае уравнение будет выглядеть так:

$$CuS+O_2\to Cu+S{O}_2$$

Теплота, которая освобождается или поглощается во время реакции, называется теплореакцией.

Теплореакция окисления сульфида меди кислородом можно рассчитать с помощью закона Гесса и данных об энтальпии реакций, входящих в эту реакцию.

Энтальпия - это мера энергии, выделяющейся или поглощающейся во время химической реакции.

Для каждого соединения мы знаем его энтальпию образования $\mathrm{\Delta }{H}_f$ (измеряемую в джоулях на моль).

В данном случае нам нужны энтальпии образования для сульфида меди (CuS), кислорода (O2), меди (Cu) и оксида серы (SO2).

Поэтому для расчета теплореакции первым шагом является определение разности энтальпии продуктов и реагентов:

$$\mathrm{\Delta }{H}_{rxn}=\sum \mathrm{\Delta }{H}_{f,\text{продукты}}-\sum \mathrm{\Delta }{H}_{f,\text{реагенты}}$$

Далее подставляем известные значения энтальпий образования:

$$\mathrm{\Delta }{H}_{rxn}=[\mathrm{\Delta }{H}_{f,\text{Cu}}+\mathrm{\Delta }{H}_{f,\text{SO2}}]-[\mathrm{\Delta }{H}_{f,\text{CuS}}+\mathrm{\Delta }{H}_{f,\text{O2}}]$$

Теперь необходимо найти значения энтальпий образования из химических таблиц.

$\mathrm{\Delta }{H}_{f,\text{CuS}}$ = -79.3 кДж/моль
$\mathrm{\Delta }{H}_{f,\text{O2}}$ = 0 кДж/моль
$\mathrm{\Delta }{H}_{f,\text{Cu}}$ = 0 кДж/моль
$\mathrm{\Delta }{H}_{f,\text{SO2}}$ = -296.8 кДж/моль

Подставляем значения и рассчитываем:

$$\mathrm{\Delta }{H}_{rxn}=[0+(-296.8)]-[(-79.3)+0]$$
$$\mathrm{\Delta }{H}_{rxn}=-296.8+79.3$$
$$\mathrm{\Delta }{H}_{rxn}=-217.5$$

Теплота реакции окисления сульфида меди кислородом составляет -217.5 кДж/моль. Это означает, что при реакции окисления сульфида меди кислородом освобождается 217.5 кДж теплоты на каждый моль исходного сульфида меди. Теплота может быть выражена в других единицах измерения, например, в Джоулях или джоулях на массу.