Вопрос школьника
При сгорании 32 г. Метана СН4 выделилось 1604 кДж теплоты. Вычислите тепловой эффект химической реакции Q (CH4 (г) + 2O2 (г) = CO2 (г) + 2H2O(г) + Q ):
Ответ от учителя
Дано: масса метана (CH4) — 32 г, выделившаяся теплота — 1604 кДж.
Необходимо вычислить тепловой эффект химической реакции Q (CH4 (г) + 2O2 (г) = CO2 (г) + 2H2O(г) + Q).
Для решения задачи необходимо воспользоваться законом Гесса, который утверждает, что тепловой эффект химической реакции не зависит от пути ее протекания, а зависит только от начальных и конечных состояний реагентов и продуктов.
Таким образом, для вычисления теплового эффекта реакции необходимо знать тепловой эффект реакций, которые приводят к образованию конечных продуктов.
Рассмотрим реакции, которые приводят к образованию продуктов реакции CH4 (г) + 2O2 (г) = CO2 (г) + 2H2O(г):
1) C (г) + O2 (г) = CO2 (г) ΔH = -393,5 кДж/моль
2) 2H2 (г) + O2 (г) = 2H2O(г) ΔH = -483,6 кДж/моль
Согласно закону Гесса, тепловой эффект реакции CH4 (г) + 2O2 (г) = CO2 (г) + 2H2O(г) + Q равен разности тепловых эффектов реакций, приведенных выше:
Q = Σ(продукты) — Σ(реагенты) = (-393,5 кДж/моль + 2*(-483,6 кДж/моль)) — 0 — (-802,3 кДж/моль) = -890,4 кДж/моль
Теперь можно вычислить количество моль метана, участвующего в реакции:
n(CH4) = m/M = 32 г/16 г/моль = 2 моль
Тепловой эффект реакции для 2 моль метана будет равен:
Q = -890,4 кДж/моль * 2 моль = -1780,8 кДж
Таким образом, тепловой эффект химической реакции CH4 (г) + 2O2 (г) = CO2 (г) + 2H2O(г) + Q равен -1780,8 кДж.
