25.8 g H3PO4 produced 10.9 kJ heat evolved

25.8 g H3PO4 produced 10.9 kJ heat evolved

 

 

Phosphoric acid can be prepared by the reaction of P4O10 with water

as given by the following balanced chemical equation.

P4O10(s) + 6H2O(l) → 4H3PO4(aq)

 

When 25.8 g of H3PO4 (98.0 g/mol) is produced,

10.9 kJ of heat is evolved.

Calculate ΔH for the overall reaction.

A. –27.4 kJ

B. 105 kJ

C. –166 kJ

D. 41.6 kJ

 

 

 

25.8 g H3PO4의 몰수

= 25.8 g / (98.0 g/mol)

= 0.263 mol

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

0.263 mol H3PO4가 생성될 때,

10.9 kJ만큼 열이 발생.

---> H3PO4 1 mol당 반응열을 계산하면,

10.9 kJ / 0.263 mol

= 41.4 kJ/mol

---> 발열 반응이므로,

= –41.4 kJ/mol

 

 

 

P4O10(s) + 6H2O(l) → 4H3PO4(aq)

 

이 반응은 4 mol H3PO4가 생성되는 반응이므로,

이 반응의 반응열(ΔH)은

4 mol × (–41.4 kJ/mol) = –165.6 kJ

 

 

 

답: C. –166 kJ

 

 

 

 

[참고] 열화학 반응식을 처음 배우는 학생한테는

조금 헷갈릴 수도 있는 문제이다.

이때는 문제 지문의 단위에 주목해 보자.

 

만약 사지선다의 단위가 kJ/mol 이면,

–41.4 kJ/mol 이 답이 되고,

 

만약 사지선다의 단위가 kJ 이면,

–166 kJ 이 답이 된다.

 

즉, P4O10(s) + 6H2O(l) → 4H3PO4(aq)

이 반응의 반응열은

–41.4 kJ/mol 도 답이 되고,

–166 kJ 도 답이 된다.

 

그래서 과학에서 단위는 매우 중요하며,

과학 문제를 풀이할 때 단위만 주의 깊게 잘 보면(봐도),

그냥 쉽게 풀 수 있는 문제가 많은 것이다.

( 참고: 환산 인자 https://ywpop.tistory.com/3121 )

 

 

 

 

[키워드] P4O10(s) + 6H2O(l) → 4H3PO4(aq) 반응 기준, P4O10 + 6H2O → 4H3PO4 반응 기준