Question

Согласно термохимическому уравнению реакции CH4+ 2O2 = CO2 +2H2O + 802 кДж определите количество теплоты, выделившейся при сжигании 24 г метана.

Answer 1

Ответ:

Q  = 1203кДж

Объяснение:

n(CH₄) = m(CH₄)/M(CH₄) = 24г/16г/моль = 1,5 моль

802кДж соответствуют сгоранию 1моль метана

Q = 1,5 * 802 кДж = 1203кДж

Answer 2

Для определения количества теплоты, выделившейся при сжигании 24 г метана (CH₄), можно использовать термохимическое уравнение реакции и данные об энталпии образования веществ.

Рассмотрим уравнение реакции: \[CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O\]

Согласно данному уравнению, при сжигании одного моль метана образуется один моль \(CO₂\) и два моля \(H₂O\).

Теперь рассмотрим данные об энталпии образования (стандартные энталпии образования) для каждого вещества в реакции: \[ΔH_f^\circ(CH₄) = -74.81 \, кДж/моль\] \[ΔH_f^\circ(CO₂) = -393.51 \, кДж/моль\] \[ΔH_f^\circ(H₂O) = -241.82 \, кДж/моль\]

Теплота реакции (\(ΔH_{rxn}\)) вычисляется как разница между суммой энталпий образования продуктов и реагентов: \[ΔH_{rxn} = \sum ΔH_f^\circ(\text{продукты}) - \sum ΔH_f^\circ(\text{реагенты})\]

Подставим значения: \[ΔH_{rxn} = [1 \cdot ΔH_f^\circ(CO₂) + 2 \cdot ΔH_f^\circ(H₂O)] - [1 \cdot ΔH_f^\circ(CH₄) + 2 \cdot ΔH_f^\circ(O₂)]\]

Подставим числовые значения: \[ΔH_{rxn} = [1 \cdot (-393.51) + 2 \cdot (-241.82)] - [1 \cdot (-74.81) + 2 \cdot 0]\]

Вычислим: \[ΔH_{rxn} = -393.51 - 483.64 + 74.81 = -802.34 \, кДж/моль\]

Теперь у нас есть значение теплоты реакции для одного моля метана. Чтобы найти количество теплоты для 24 г метана, используем молярную массу метана (CH₄), которая равна приблизительно 16 г/моль.

\[ \text{Количество теплоты} = \frac{\text{Масса метана}}{\text{Молярная масса метана}} \times \text{Теплота реакции} \]

\[ \text{Количество теплоты} = \frac{24 \, г}{16 \, г/моль} \times (-802.34 \, кДж/моль) \]

Вычислим: \[ \text{Количество теплоты} = 36 \times (-802.34) \, кДж \]

\[ \text{Количество теплоты} \approx -28,886.24 \, кДж \]

Ответ: При сжигании 24 г метана выделяется примерно -28,886.24 кДж теплоты. Отрицательное значение указывает на то, что процесс является экзотермическим, то есть выделяется теплота.