Question

В результате реакции, термохимическое уравнение которой 2Cl2O7(ж) = 2Cl2(г) + 7O2(г) + 574 кДж Выделилось 123 кДж теплоты. Какой объем кислорода был при этом получен?

Answer 1

Чтобы определить объем кислорода, выделенный в результате данной термохимической реакции, нам нужно использовать закон Бойля и учесть количество вещества (молей) газа и температуру. Закон Бойля утверждает, что при постоянной температуре объем газа обратно пропорционален его давлению.

Сначала давайте рассмотрим уравнение реакции:

\[ 2Cl_2O_7(ж) \rightarrow 2Cl_2(г) + 7O_2(г) + 574 \, кДж \]

Из уравнения видно, что при реакции образуется 7 молей \(O_2\) на каждые 2 моли \(Cl_2O_7\).

Теплота реакции \( \Delta H = 123 \, кДж \). Теплота реакции выделится в виде теплоты, поэтому это значение будет отрицательным.

Теплота реакции связана с энтальпией (\( \Delta H = qp \)), где \( q \) - теплота, а \( p \) - давление. Также, зная, что \( \Delta H \) связано с количеством молей реагентов и продуктов, мы можем использовать коэффициенты перед веществами в уравнении реакции.

\[ \Delta H = \frac{\text{теплота}}{\text{количество молей}} \]

Сначала найдем количество молей \(O_2\), которое образуется в реакции:

\[ \text{Количество молей } O_2 = \frac{7}{2} \times \text{Количество молей } Cl_2O_7 \]

Теперь можем использовать формулу для теплоты реакции:

\[ \Delta H = \frac{\text{теплота}}{\text{количество молей}} \]

\[ 123 \, кДж = \frac{\text{теплота}}{\frac{7}{2} \times \text{Количество молей } Cl_2O_7} \]

Теперь решим уравнение относительно теплоты:

\[ \text{Теплота} = 123 \times \frac{7}{2} \times \text{Количество молей } Cl_2O_7 \]

Теперь мы знаем количество теплоты и количество молей \(O_2\), и мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, чтобы найти объем \(O_2\):

\[ PV = nRT \]

Где: - \( P \) - давление (предположим, что оно неизменно); - \( V \) - объем; - \( n \) - количество молей; - \( R \) - универсальная газовая постоянная; - \( T \) - температура.

Мы хотим найти \( V \), поэтому формула принимает вид:

\[ V = \frac{nRT}{P} \]

Подставим известные значения и решим:

\[ V = \frac{\text{Количество молей } O_2 \times RT}{P} \]

Теперь у нас есть все необходимые значения, чтобы рассчитать объем кислорода, образовавшегося в результате реакции.