Номер 3, страница 101 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 3. Даны термохимические уравнения следующих реакций: $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2o + 880 \text{ кДж}$ $2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2o + 3000 \text{ кДж}$

Определите, какой суммарный объем (н. у.) метана и ацетилена нужно сжечь, если в каждом случае выделилось по 5000 кДж теплоты.

Ответ: 202 л.

Дано:

Термохимическое уравнение горения метана: $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2o + 880 \text{ кДж}$

Термохимическое уравнение горения ацетилена: $2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2o + 3000 \text{ кДж}$

Выделившаяся теплота для каждой реакции: $Q = 5000 \text{ кДж}$

Молярный объем газа при нормальных условиях (н. у.): $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$

Найти:

$V_{общ}$ - ?

Решение:

Сначала рассчитаем объем метана ($V(CH_4)$), необходимый для выделения 5000 кДж теплоты. Из первого термохимического уравнения следует, что при сгорании 1 моль $CH_4$ (что при н. у. составляет 22,4 л) выделяется 880 кДж теплоты. Составим пропорцию:

22,4 л $CH_4$ — 880 кДж

$V(CH_4)$ — 5000 кДж

Отсюда находим объем метана:

$V(CH_4) = \frac{22.4 \text{ л} \cdot 5000 \text{ кДж}}{880 \text{ кДж}} \approx 127.27 \text{ л}$

Далее рассчитаем объем ацетилена ($V(C_2H_2)$). Согласно второму уравнению, при сгорании 2 моль $C_2H_2$ выделяется 3000 кДж теплоты. Объем 2 моль газа при н. у. равен $2 \cdot 22.4 = 44.8 \text{ л}$. Составим аналогичную пропорцию:

44,8 л $C_2H_2$ — 3000 кДж

$V(C_2H_2)$ — 5000 кДж

Отсюда находим объем ацетилена:

$V(C_2H_2) = \frac{44.8 \text{ л} \cdot 5000 \text{ кДж}}{3000 \text{ кДж}} \approx 74.67 \text{ л}$

Суммарный объем газов равен сумме объемов метана и ацетилена:

$V_{общ} = V(CH_4) + V(C_2H_2) \approx 127.27 \text{ л} + 74.67 \text{ л} = 201.94 \text{ л}$

Округляя результат до целого числа, получаем 202 л.

Ответ: 202 л.