Вопрос школьника
Для получения 56 л (н.у.) углекислого газа, согласно уравнению реакции caCO3 = CfO +CJ2-180
необходимо затратить теплоту в количестве
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение реакции и данные о стандартной энтальпии образования каждого из веществ.
Уравнение реакции: CaCO3 = CaO + CO2
Стандартная энтальпия образования CaCO3: -1207 кДж/моль
Стандартная энтальпия образования CaO: -635 кДж/моль
Стандартная энтальпия образования CO2: -393,5 кДж/моль
Для расчета теплоты, необходимой для получения 56 л (н.у.) CO2, необходимо сначала определить количество моль CO2, которое будет образовано при реакции.
Объем 56 л (н.у.) CO2 при нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм) можно перевести в условия стандартного состояния (температура 25°C и давление 1 атм) с помощью уравнения состояния идеального газа:
V1/T1 = V2/T2
где V1 и T1 — объем и температура в нормальных условиях, V2 и T2 — объем и температура в стандартных условиях.
V2 = V1 * T2 / T1 = 56 * (273 + 25) / (273 + 0) = 61,6 л (ст. усл.)
Количество моль CO2 можно определить с помощью уравнения состояния идеального газа:
PV = nRT
где P — давление, V — объем, n — количество молей, R — универсальная газовая постоянная, T — температура.
n = PV / RT = (1 * 61,6) / (8,31 * (273 + 25)) = 0,028 моль CO2
Теплота, необходимая для образования 0,028 моль CO2, может быть рассчитана с помощью закона Гесса, который утверждает, что изменение энтальпии реакции равно разности энтальпий продуктов и реагентов:
ΔH = ΣH(продукты) — ΣH(реагенты)
ΔH = H(CaO) + H(CO2) — H(CaCO3)
ΔH = (-635) + (-393,5) — (-1207) = 178,5 кДж/моль
Теплота, необходимая для образования 56 л (н.у.) CO2, будет равна:
Q = ΔH * n = 178,5 * 0,028 = 5,0 кДж
Таким образом, для получения 56 л (н.у.) углекислого газа необходимо затратить теплоту в количестве 5,0 кДж.
