Question

ДОПОМОЖІТЬ СРОЧНО!!! Термохімічне рівняння реакції горіння метану СН4 + 2O2 = СO2 + 2Н2O; ΔН = - 890 кДж/моль. Які об'єми метану та кисню треба взяти, щоб виділилося 8900 кДж теплоти? Яка маса карбон (IV) оксиду утвориться?

Answer 1

Відповідь:

СН4 + 2O2 = СO2 + 2Н2O; ΔН = - 890 кДж/моль.

M(CO2)=44г/моль

V(CH4):V(O2)=1:2

22,4  - 890

   x  -  8900

x=8900*22,4/890=224л

V(CH4)=224л

V(O2)=224*2=448л

n(CH4)=224/22,4=10моль

n(CH4):n(CO2)=1:1

n(CO2)=10моль

m(CO2)=10*44=440г

Пояснення:

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі ми можемо скористатися термохімічним рівнянням реакції горіння метану і використовувати його, щоб визначити, які об'єми метану та кисню потрібно взяти для виділення 8900 кДж теплоти та яка маса карбону (IV) оксиду утвориться.

Дано термохімічне рівняння реакції горіння метану: \[ CH_4 + 2O_2 → CO_2 + 2H_2O; ΔH = -890 \, кДж/моль \]

Теплота, що виділяється в цій реакції, -890 кДж на утворення 1 моль \( CO_2 \). Ми хочемо знати, скільки метану нам потрібно, щоб виділити 8900 кДж теплоти.

1. Знайдемо кількість молей \( CO_2 \), яку ми отримаємо, якщо звільниться 8900 кДж теплоти.

Перше, розрахуємо кількість молей \( CO_2 \) для 890 кДж теплоти: \[ \text{Теплота для 1 моля } CO_2 = 890 \, кДж \] Тепер для 8900 кДж теплоти: \[ \text{Кількість молей } CO_2 = \frac{8900 \, \text{кДж}}{890 \, \text{кДж/моль}} = 10 \, \text{моль} \]

2. З термохімічного рівняння відомо, що 1 моль \( CH_4 \) утворює 1 моль \( CO_2 \) при звільненні 890 кДж теплоти.

Отже, кількість молей \( CH_4 \), яку потрібно, щоб виділити 8900 кДж теплоти, також буде 10 моль.

3. Тепер визначимо об'єми метану та кисню.

Мольний об'єм будь-якого газу (за нормальних умов) - приблизно 22.4 літра на моль.

Отже, об'єм метану, який потрібно взяти: \[ V_{CH_4} = 10 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 224 \, \text{л} \]

Кисень потрібен у коефіцієнтах, зазначених у рівнянні реакції, в 2 рази більше, тобто 20 моль.

Отже, об'єм кисню: \[ V_{O_2} = 20 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 448 \, \text{л} \]

4. Визначимо масу \( CO_2 \), яке утвориться:

Маса \( CO_2 \) утворюється відповідно до відношення мас: \[ \text{Маса } CO_2 = \text{Кількість молей } CO_2 \times \text{Молярна маса } CO_2 \]

Молярна маса \( CO_2 = 12.01 \, \text{г/моль} \times 1 + 16 \, \text{г/моль} \times 2 = 44.01 \, \text{г/моль} \]

Отже, \[ \text{Маса } CO_2 = 10 \, \text{моль} \times 44.01 \, \text{г/моль} = 440.1 \, \text{г} \]

Отже, для виділення 8900 кДж теплоти потрібно взяти 224 літра метану та 448 літрів кисню. Маса \( CO_2 \), яка утвориться, становить 440.1 грама.