Вопрос школьника
Определите количество теплоты, которая выделится в результате реакции:
СО2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O + 175 кДж
В реакцию вступил оксид углерода (IV) объемом 3,36 л (объем приведен к нормальным условиям).
Ответ от учителя
Для определения количества теплоты, выделенной в результате реакции, необходимо знать количество вещества, участвующего в реакции. Для этого воспользуемся уравнением реакции:
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O
Согласно уравнению, на один моль CO2 требуется два моля NaOH. Объем CO2, вступившего в реакцию, равен 3,36 л при нормальных условиях (температура 0 °C и давление 101,3 кПа). Для перевода объема газа в количество вещества воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
V = nRT/P
где V — объем газа, n — количество вещества, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа в кельвинах, P — давление газа.
Подставляя известные значения, получим:
n = PV/RT = (101,3 кПа * 3,36 л) / (8,31 Дж/(моль*К) * 273 К) ≈ 0,15 моль CO2
Таким образом, в реакцию вступило 0,15 моль CO2. Согласно уравнению реакции, на один моль CO2 выделяется 175 кДж теплоты. Следовательно, количество теплоты, выделенной в результате реакции, можно определить по формуле:
Q = n * ΔH
где Q — количество теплоты, выделенной в результате реакции, ΔH — тепловой эффект реакции, n — количество вещества, участвующего в реакции.
Подставляя известные значения, получим:
Q = 0,15 моль * 175 кДж/моль = 26,25 кДж
Таким образом, количество теплоты, выделенной в результате реакции, составляет 26,25 кДж.
