Номер С, страница 71 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

C

1. Уравняйте схемы реакции, определите реакции, где тепловые эффекты являются для веществ теплотой образования.

A. $No + O_2 \rightarrow NO_2 + Q$

B. $S + H_2 \rightarrow H_2S + Q$

C. $N_2 + H_2 \rightarrow NH_3 + Q$

D. $N_2 + O_2 \rightarrow No - Q$

E. $C + O_2 \rightarrow CO_2 + Q$

2. Могут ли тепловые эффекты быть теплотой образования продуктов реакции? Дайте обоснованный ответ. $Cao + CO_2 = CaCO_3 + Q$ $2Na + Cl_2 = 2NaCl + Q$ $C + 2H_2 = CH_4 + Q$

1. Дайте определение топливу. В каких агрегатных состояниях оно встречается?

Топливо — это вещество или смесь веществ, способных к экзотермическим химическим реакциям (чаще всего горения) или ядерным реакциям, в ходе которых выделяется большое количество энергии (в основном тепловой), которую можно эффективно использовать в технических и бытовых целях (например, для отопления, выработки электроэнергии, приведения в движение транспортных средств).

Топливо встречается в трёх основных агрегатных состояниях:

Твёрдое топливо: это вещества, сохраняющие свою форму и объём при нормальных условиях. К ним относятся природные ископаемые и искусственно созданные материалы. Примеры: древесина (дрова), каменный уголь, бурый уголь, антрацит, торф, горючие сланцы, топливные брикеты и пеллеты.

Жидкое топливо: это горючие жидкости, преимущественно получаемые из нефти, но также и растительного или синтетического происхождения. Примеры: сырая нефть, бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, сжиженные газы (в жидкой фазе под давлением), а также спирты (этанол, метанол) и биодизель.

Газообразное топливо: это газы или смеси газов, способные гореть с выделением тепла. Примеры: природный газ (основа — метан), попутный нефтяной газ, сжиженный углеводородный газ (пропан, бутан), водород, коксовый газ, генераторный газ.

Ответ: Топливо — это вещество, которое при сжигании выделяет энергию, используемую человеком. Оно существует в твёрдом (например, уголь, дрова), жидком (например, бензин, дизельное топливо) и газообразном (например, природный газ, водород) агрегатных состояниях.

2. Что такое теплотворная способность топлива? В каких пределах меняются значения теплотворности топлива в зависимости от его вида?

Теплотворная способность топлива, также известная как удельная теплота сгорания, — это физическая величина, которая показывает, какое количество теплоты ($Q$) выделяется при полном сгорании единицы массы ($m$) или единицы объёма ($V$) топлива. Обозначается обычно буквой $q$. Таким образом, количество выделившейся при сгорании теплоты можно найти по формуле: $Q = q \cdot m$ (для твёрдых и жидких топлив) или $Q = q \cdot V$ (для газообразных топлив). Эта величина является ключевой характеристикой энергетической ценности топлива. В системе СИ она измеряется в джоулях на килограмм (Дж/кг) или джоулях на кубический метр (Дж/м³).

Значения теплотворной способности сильно зависят от вида топлива, его химического состава, влажности и содержания негорючих примесей (золы). Поэтому они изменяются в очень широких пределах.

Примерные значения теплотворной способности для различных видов топлива (в мегаджоулях, $1 \text{ МДж} = 10^6 \text{ Дж}$):

• Сухие дрова: $10$ МДж/кг

• Торф: $14 - 17$ МДж/кг

• Бурый уголь: $15 - 20$ МДж/кг

• Каменный уголь: $20 - 30$ МДж/кг

• Бензин: $44$ МДж/кг

• Дизельное топливо: $43$ МДж/кг

• Природный газ (метан): $35 - 50$ МДж/м³ (или около $50$ МДж/кг)

• Водород: $120$ МДж/кг

Как видно из примеров, значения теплотворности могут различаться более чем в десять раз — от $10$ МДж/кг для древесины до $120$ МДж/кг для водорода, который обладает самой высокой удельной теплотой сгорания среди всех видов химического топлива.

Ответ: Теплотворная способность — это количество теплоты, выделяемое при полном сгорании 1 кг (или 1 м³) топлива. Её значения меняются в широком диапазоне в зависимости от вида топлива: например, от примерно $10$ МДж/кг для сухих дров и до $120$ МДж/кг для водорода.