С1. Рассчитайте количество теплоты, которое выделится при сжигании 29,1 г сульфида цинка в 33,6 л воздуха (н.у.), если термохимическое уравнение реакции 2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2 + 890 кДж. При расчете объемную долю кислорода в воздухе примите равной 20%.

Решение:

1. Найдем количество вещества сульфида цинка (ZnS):
   Молярная масса ZnS = 65,38 (Zn) + 32,06 (S) = 97,44 г/моль.
   \( n(\text{ZnS}) = \frac{m(\text{ZnS})}{M(\text{ZnS})} = \frac{29,1 \text{ г}}{97,44 \text{ г/моль}} \approx 0,2986 \text{ моль} \)
2. Определим объем кислорода, необходимого для реакции:
   По термохимическому уравнению, на 2 моль ZnS требуется 3 моль O₂.
   \( n(\text{O}_2) = n(\text{ZnS}) \times \frac{3}{2} = 0,2986 \text{ моль} \times 1,5 \approx 0,4479 \text{ моль} \)
3. Рассчитаем количество вещества кислорода в 33,6 л воздуха (н.у.):
   Объем 1 моль газа при н.у. = 22,4 л.
   Объем O₂ в воздухе = 33,6 л * 0,20 = 6,72 л.
   \( n(\text{O}_2)_{\text{воздух}} = \frac{V(\text{O}_2)}{V_m} = \frac{6,72 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,3 \text{ моль} \)
4. Сравним необходимое количество O₂ с имеющимся:
   Для реакции нужно 0,4479 моль O₂, а в воздухе имеется 0,3 моль O₂. Следовательно, кислород является лимитирующим реагентом.
5. Рассчитаем количество выделившейся теплоты, исходя из количества ZnS:
   Из уравнения реакции: 2 моль ZnS выделяют 890 кДж.
   \( Q = \frac{890 \text{ кДж}}{2 \text{ моль ZnS}} \times 0,2986 \text{ моль ZnS} \approx 132,88 \text{ кДж} \)

Ответ: Количество теплоты, которое выделится, составляет приблизительно 132,88 кДж.