Номер 10, страница 119 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 4. Закономерности протекания химических реакций и физико-химических процессов. Параграф 17. Основы химической термодинамики. Понятие об энтальпии - номер 10, страница 119.

Условие.

10. Какое количество теплоты выделится при сжигании 1000 л метана, если тепловой эффект реакции равен 890 $ \text{кДж/моль} $?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Объем метана, $V(CH_4) = 1000$ л

Тепловой эффект реакции, $Q_{mol} = 890$ кДж/моль

$V(CH_4) = 1000 \text{ л} = 1000 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 = 1 \text{ м}^3$

$Q_{mol} = 890 \text{ кДж/моль} = 890 \cdot 10^3 \text{ Дж/моль}$

Найти:

Количество теплоты, $\text{Q}$ - ?

Решение:

1. Для решения задачи предположим, что метан находится при нормальных условиях (н.у.). При этих условиях молярный объем любого газа ($V_m$) составляет 22,4 л/моль. Найдем количество вещества (число молей) метана в объеме 1000 л, используя формулу:

$n = \frac{V}{V_m}$

Подставим значения для метана ($CH_4$):

$n(CH_4) = \frac{1000 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 44.64 \text{ моль}$

2. Тепловой эффект реакции, равный 890 кДж/моль, показывает, что при сгорании 1 моля метана выделяется 890 кДж теплоты. Чтобы найти общее количество теплоты $\text{Q}$, которое выделится при сжигании всего данного объема метана, необходимо умножить количество вещества метана на молярный тепловой эффект реакции:

$Q = n(CH_4) \cdot Q_{mol}$

Подставим вычисленное количество вещества и заданный тепловой эффект:

$Q = 44.64 \text{ моль} \cdot 890 \frac{\text{кДж}}{\text{моль}} \approx 39732 \text{ кДж}$

Для более точного расчета можно использовать не округленное значение количества вещества:

$Q = \frac{1000}{22.4} \text{ моль} \cdot 890 \frac{\text{кДж}}{\text{моль}} \approx 39732.14 \text{ кДж}$

Округлим полученное значение до целого числа.

Ответ: при сжигании 1000 л метана выделится примерно 39732 кДж теплоты.