Номер 8, 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 8, страница 30.

Условие.

8. По термохимическому уравнению горения ацетилена

$2\text{C}_2\text{H}_2(\text{г.}) + 5\text{O}_2(\text{г.}) = 4\text{CO}_2(\text{г.}) + 2\text{H}_2\text{O}(\text{г.}) + 2600 \text{ кДж/моль}$

рассчитайте, какое количество теплоты выделится при сгорании 1 л ацетилена (н. у.).

Решение.

Решение 2.

Дано:

Термохимическое уравнение: $2\text{C}_2\text{H}_2(\text{г.}) + 5\text{O}_2(\text{г.}) = 4\text{CO}_2(\text{г.}) + 2\text{H}_2\text{O}(\text{г.}) + 2600 \text{ кДж}$

Объем ацетилена $V(\text{C}_2\text{H}_2) = 1 \text{ л}$

Условия: нормальные (н. у.)

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

Найти:

Количество теплоты $Q_x$ — ?

Решение:

1. Из данного термохимического уравнения следует, что при сгорании 2 моль газообразного ацетилена ($\text{C}_2\text{H}_2$) выделяется 2600 кДж теплоты.

2. Чтобы определить, сколько теплоты выделится при сгорании 1 л ацетилена, необходимо сначала найти количество вещества (число моль) в этом объеме. При нормальных условиях (н. у.) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л. Количество вещества $\nu$ можно рассчитать по формуле:

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

Подставим значения для ацетилена:

$\nu(\text{C}_2\text{H}_2) = \frac{1 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 0,04464 \text{ моль}$

3. Теперь можно найти искомое количество теплоты ($Q_x$), составив пропорцию:

при сгорании 2 моль $\text{C}_2\text{H}_2$ — выделяется 2600 кДж теплоты;

при сгорании 0,04464 моль $\text{C}_2\text{H}_2$ — выделяется $Q_x$ кДж теплоты.

$\frac{2 \text{ моль}}{0,04464 \text{ моль}} = \frac{2600 \text{ кДж}}{Q_x}$

Выразим и вычислим $Q_x$:

$Q_x = \frac{0,04464 \text{ моль} \times 2600 \text{ кДж}}{2 \text{ моль}} = 0,04464 \times 1300 \text{ кДж} \approx 58,036 \text{ кДж}$

Округляя результат до трех значащих цифр (в соответствии с точностью молярного объема 22,4 л/моль), получаем 58,0 кДж.

Ответ: при сгорании 1 л ацетилена (н. у.) выделится 58,0 кДж теплоты.