Вопрос школьника
На основании термохимического уравнения горения ацетилена:
2С2H2 (г.) + 5O2 (г.) = 4CO2 (г.) + 2H2O (ж.) (∆H = -2610 кДж)
вычислите количества теплоты, которое выделится при сгорании ацетилена: а) массой 2,6 г; б) объемом 56 л (н. у.).
Ответ от учителя
а) Для решения задачи необходимо использовать закон Лавуазье-Лапласа, который гласит, что при одинаковых условиях температуры и давления одинаковые объемы газов содержат одинаковое количество молекул. Из уравнения реакции видно, что для полного сгорания 2 моль ацетилена необходимо 5 моль кислорода. Следовательно, для сгорания 2,6 г ацетилена необходимо:
молярная масса С2H2 = 2*12 + 2*1 = 26 г/моль
количество молей ацетилена: n = m/M = 2,6/26 = 0,1 моль
количество молей кислорода: n = 5*0,1 = 0,5 моль
Теплота, выделяющаяся при сгорании 2 моль ацетилена, равна ∆H = -2610 кДж. Следовательно, теплота, выделяющаяся при сгорании 0,1 моль ацетилена, равна:
Q = ∆H*n = -2610*0,1 = -261 кДж
Ответ: при сгорании 2,6 г ацетилена выделится 261 кДж теплоты.
б) Для решения задачи необходимо использовать уравнение состояния идеального газа:
pV = nRT
где p — давление газа, V — его объем, n — количество молей газа, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа.
Для расчета количества молей ацетилена, содержащихся в 56 л (н. у.), необходимо использовать условия нормальных условий (н. у.), при которых давление газа равно 1 атмосфере, а температура — 273 К:
V = nRT/p
n = pV/RT = 1*56/((0,082*273)) = 2,2 моль
Теплота, выделяющаяся при сгорании 2 моль ацетилена, равна ∆H = -2610 кДж. Следовательно, теплота, выделяющаяся при сгорании 2,2 моль ацетилена, равна:
Q = ∆H*n = -2610*2,2 = -5742 кДж
Ответ: при сгорании 56 л (н. у.) ацетилена выделится 5742 кДж теплоты.
