Для решения этой задачи нужно воспользоваться термохимическим уравнением реакции. В данном случае у нас есть уравнение горения фосфора:
[ 4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 3010 \text{ кДж} ]
Это уравнение показывает, что при сгорании 4 моль фосфора выделяется 3010 кДж тепловой энергии. Нам нужно определить массу фосфора, которая сгорела при выделении 301 кДж и 45150 кДж тепловой энергии.
1) 301 кДж
Для начала найдем, сколько моль фосфора соответствует выделению 301 кДж энергии. Мы знаем, что 4 моль фосфора выделяют 3010 кДж, поэтому:
[ \frac{301 \text{ кДж}}{3010 \text{ кДж}} = \frac{x \text{ моль P}}{4 \text{ моль P}} ]
Решим это уравнение для ( x ):
[ x = 4 \times \frac{301}{3010} ]
[ x = 4 \times 0.1 = 0.4 \text{ моль P} ]
Теперь найдем массу фосфора. Молярная масса фосфора (P) составляет примерно 31 г/моль. Следовательно, масса фосфора составляет:
[ 0.4 \text{ моль} \times 31 \text{ г/моль} = 12.4 \text{ г} ]
2) 45150 кДж
Аналогично, найдем, сколько моль фосфора соответствует выделению 45150 кДж энергии:
[ \frac{45150 \text{ кДж}}{3010 \text{ кДж}} = \frac{x \text{ моль P}}{4 \text{ моль P}} ]
Решим это уравнение для ( x ):
[ x = 4 \times \frac{45150}{3010} ]
[ x = 4 \times 15 = 60 \text{ моль P} ]
Теперь найдем массу фосфора:
[ 60 \text{ моль} \times 31 \text{ г/моль} = 1860 \text{ г} ]
Таким образом, для выделения 301 кДж тепла сгорает 12.4 г фосфора, а для выделения 45150 кДж тепла — 1860 г фосфора.