Номер 10, страница 30 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 4. Основы термохимии и химической кинетики - номер 10, страница 30.

Условие.

10. Термохимическое уравнение реакции горения метана имеет вид

$\text{CH}_4(\text{г.}) + 2\text{O}_2(\text{г.}) = \text{CO}_2(\text{г.}) + 2\text{H}_2\text{O}(\text{г.}) + 802,2 \text{ кДж}$

Какое количество теплоты выделится при сгорании 44,8 л метана?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Термохимическое уравнение: $CH_4(г.) + 2O_2(г.) = CO_2(г.) + 2H_2O(г.) + 802,2 \text{ кДж}$

Объем метана: $V(CH_4) = 44,8 \text{ л}$

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

Найти:

Количество теплоты $Q$ — ?

Решение:

Из данного термохимического уравнения следует, что при сгорании 1 моль газообразного метана ($CH_4$) выделяется 802,2 кДж теплоты. Стехиометрический коэффициент перед $CH_4$ равен 1.

Чтобы найти количество теплоты, выделившееся при сгорании 44,8 л метана, сначала необходимо рассчитать количество вещества ($\nu$) метана в данном объеме. Расчеты проводятся для нормальных условий (н.у.), при которых молярный объем любого газа составляет 22,4 л/моль.

Формула для расчета количества вещества через объем:

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

Подставим данные для метана:

$\nu(CH_4) = \frac{44,8 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 2 \text{ моль}$

Таким образом, в реакции участвует 2 моль метана.

Теперь можно составить пропорцию, чтобы найти количество выделившейся теплоты ($Q$):

При сгорании 1 моль $CH_4$ выделяется 802,2 кДж теплоты.

При сгорании 2 моль $CH_4$ выделяется $Q$ кДж теплоты.

Составим и решим пропорцию:

$\frac{1 \text{ моль}}{802,2 \text{ кДж}} = \frac{2 \text{ моль}}{Q}$

$Q = \frac{2 \text{ моль} \times 802,2 \text{ кДж}}{1 \text{ моль}} = 1604,4 \text{ кДж}$

Ответ: при сгорании 44,8 л метана выделится 1604,4 кДж теплоты.