1.00 atm 298 K Sn 75.0 g excess acid H2 gas

1.00 atm 298 K Sn 75.0 g excess acid H2 gas

 

 

1.00 atm, 298 K에서 주석 75.0 g이

과량의 산에 모두 녹아 수소 기체를 발생할 때,

일에 의한 내부에너지 변화를 kJ 단위로 계산하세요.

단, 주석과 과량의 산에 의한 부피 변화는 무시한다.

Sn = 118.7 amu, R = 8.314 J/mol•K

Sn(s) + 2H^+(aq) → Sn^2+(aq) + H2(g) ... ΔH = –12.6 kJ/mol

 

 

When 75.0 g of tin dissolves in excess acid

at 1.00 atm and 298 K to generate hydrogen gas,

calculate the change in internal energy due to work in kJ.

 

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[핵심 포인트] 수소 기체가 발생할 때, 일에 의한 내부에너지 변화

= 발생한 수소 기체가 행한 일

 

 

 

 

75.0 g / (118.7 g/mol) = 0.6318 mol Sn

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

Sn(s) + 2H^+(aq) → Sn^2+(aq) + H2(g)

Sn : H2 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.6318 mol H2 생성.

 

 

 

PV = nRT 로부터,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3097 )

 

V = nRT / P

= (0.6318) (0.08206) (298) / (1.00)

= 15.45 L H2

 

 

 

w = –P • ΔV

( 참고 https://ywpop.tistory.com/5281 )

 

= –(1.00 atm) (15.45 L)

= –15.45 atm•L

 

 

 

1 atm•L = 101.325 J 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/6646 )

 

(–15.45 atm•L) (101.325 J / 1 atm•L)

= –1565.47 J

 

 

 

또는

0.08206 atm•L = 8.314 J 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/1988 )

 

(–15.45 atm•L) (8.314 J / 0.08206 atm•L)

= –1565.33 J

 

 

 

답: –1.57 kJ

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/18489 ] 1.00 atm 25℃에서 주석 50.0 g이 과량의 산에 녹을 때 행한 일을 계산하시오.