Question

При сгорании 2 моль этилена в кислороде выделилось 2822 кДж теплоты. Определите теплоту образования этилена, если теплоты образования СО2 и Н2О равны 393 кДж/моль и 286 кДж/моль соответственно.

Answer 1

Запишем термохимическое уравнение сгорания 2 моль этилена:

2С₂Н₄ + 6О₂ = 4СО₂ + 4Н₂О + 2822 кДж (1)

Термохимические уравнения реакций образования оксида углерода (IV) и воды в отдельности можно записать в следующем виде:

4С + 4О₂ = 4СО₂ + 4·393 кДж (2)

4Н₂ + 2О₂ = 4Н₂О + 4·286 кДж (3)

Преобразуя уравнения (1)-(3) получим следующее уравнение:

С₂Н₄ + 3О₂ = 2СО₂ - (2*393 кДж) + 2Н₂ + О₂ - (2*286 кДж) + 1411 кДж

Отсюда определим теплоту образования этилена:

2С + 2Н₂ = С₂Н₂ - 53 кДж

Другое, более простое решение можно получить, используя следствие из закона Гесса, когда сразу можно записать:

Q=2822 кДж = 4Q(CO₂)+4Q(H₂O)-2Q(C₂H₄)

2822=4*393+4*286-2Q(C₂H₄)

Q(C₂H₄) = (4*393+4*286-2822)/2 = -53 кДж/моль

Ответ: Теплота образования этилена -53 кДж/моль

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон Гесса, который гласит, что изменение энтальпии в химической реакции не зависит от пути реакции и зависит только от начальных и конечных состояний реагентов и продуктов.

В данном случае мы можем представить реакцию сгорания этилена в кислороде в два этапа:

1. Этилен реагирует с кислородом, образуя две молекулы углекислого газа (СО2):

C2H4 + O2 -> 2 CO2

2. Водород, образовавшийся в результате сгорания этилена, реагирует с кислородом, образуя две молекулы воды (Н2О):

H2 + 1/2 O2 -> H2O

Теплота сгорания этилена в кислороде равна разнице теплот образования продуктов и реагентов:

ΔH = 2 * ΔHf(CO2) + 2 * ΔHf(H2O) - ΔHf(C2H4)

где ΔHf обозначает теплоту образования вещества.

Подставляя известные значения, получаем:

2822 кДж = 2 * (393 кДж/моль) + 2 * (286 кДж/моль) - ΔHf(C2H4)

2822 кДж = 786 кДж + 572 кДж - ΔHf(C2H4)

2822 кДж = 1358 кДж - ΔHf(C2H4)

ΔHf(C2H4) = 1358 кДж - 2822 кДж

ΔHf(C2H4) = -1464 кДж/моль

Таким образом, теплота образования этилена равна -1464 кДж/моль. Отрицательное значение указывает на то, что реакция образования этилена является экзотермической (выделяет теплоту).