Номер 5.32, страница 72, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

5.32. Термохимическое уравнение горения оксида углерода(II)

$2CO(г) + O_2(г) = 2CO_2(г) + 566 кДж$

При горении оксида углерода(II) выделилось 141,5 кДж теплоты. Объем кислорода, затраченного на горение оксида углерода(II), составляет

1) 22,4 л

2) 5,6 л

3) 0,25 л

4) 0,4 л

Дано:

Термохимическое уравнение: $2CO(г) + O_2(г) = 2CO_2(г) + 566 \text{ кДж}$

Выделившаяся теплота: $Q_{эксп} = 141,5 \text{ кДж}$

Молярный объем газа (при нормальных условиях): $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$

Перевод данных в систему СИ:

Тепловой эффект реакции: $Q_{теор} = 566 \text{ кДж} = 566 \times 10^3 \text{ Дж} = 566000 \text{ Дж}$

Выделившаяся теплота: $Q_{эксп} = 141,5 \text{ кДж} = 141,5 \times 10^3 \text{ Дж} = 141500 \text{ Дж}$

Молярный объем газа: $V_m = 22,4 \text{ л/моль} = 22,4 \times 10^{-3} \text{ м}^3\text{/моль} = 0,0224 \text{ м}^3\text{/моль}$

Найти:

Объем кислорода $V(O_2)$ — ?

Решение:

Из данного термохимического уравнения следует, что при сгорании 2 моль оксида углерода(II) с 1 моль кислорода ($O_2$) выделяется 566 кДж теплоты. Таким образом, количество теплоты прямо пропорционально количеству вещества (и объему для газов) реагентов.

Можно составить пропорцию, связывающую объем кислорода и количество выделившейся теплоты. Согласно уравнению, на 1 моль кислорода, объем которого при нормальных условиях (н.у.) составляет 22,4 л, приходится 566 кДж теплоты. В ходе реакции выделилось 141,5 кДж теплоты.

Составим пропорцию:

При реакции $1 \text{ моль } O_2$ (объемом $22,4 \text{ л}$) — выделяется $566 \text{ кДж}$ теплоты.

При реакции $x \text{ л } O_2$ — выделилось $141,5 \text{ кДж}$ теплоты.

$\frac{22,4 \text{ л}}{566 \text{ кДж}} = \frac{V(O_2)}{141,5 \text{ кДж}}$

Выразим из пропорции неизвестный объем кислорода $V(O_2)$:

$V(O_2) = \frac{22,4 \text{ л} \cdot 141,5 \text{ кДж}}{566 \text{ кДж}}$

Заметим, что $566 = 141,5 \cdot 4$.

$V(O_2) = \frac{22,4 \text{ л} \cdot 141,5}{141,5 \cdot 4} = \frac{22,4 \text{ л}}{4} = 5,6 \text{ л}$

Таким образом, объем кислорода, затраченного на горение, составляет 5,6 л.

Ответ: 5,6 л.