При пропускании 6,72 л (н.у.) продуктов сжигания смеси метана и пропана через известковую воду выпало 50 г осадка. Если стандартные значения энтальпий образования метана, пропана, углекислого газа и воды равны -74,8;
-103,8; -393,5 и -241,8 кДж/моль соответственно, то количество теплоты, выделившееся при сжигании данной смеси, составляет
кДж. (Отве
Для решения данной задачи, мы можем использовать закон Гесса, который гласит, что изменение энтальпии реакции не зависит от пути, по которому происходит реакция, а зависит только от начальных и конечных состояний.
Сначала найдем количество вещества метана и пропана, которые были сожжены. Масса осадка известковой воды равна 50 г, что соответствует массе углекислого газа, образовавшегося при сжигании. Молярная масса углекислого газа (CO2) равна 44 г/моль, поэтому количество вещества углекислого газа можно найти по формуле:
n(CO2) = m(CO2) / M(CO2) = 50 г / 44 г/моль = 1,14 моль
Так как смесь состоит из метана и пропана, то общее количество вещества смеси равно сумме количества вещества метана и пропана:
n(смесь) = n(метана) + n(пропана)
Теперь мы можем использовать закон Гесса, чтобы найти изменение энтальпии реакции сжигания смеси метана и пропана. Изменение энтальпии реакции сжигания метана и пропана равно сумме изменений энтальпий образования продуктов минус сумма изменений энтальпий образования реагентов:
ΔH = ΣΔH(продукты) - ΣΔH(реагенты)
ΔH = (n(CO2) * ΔH(СО2)) + (n(H2O) * ΔH(H2O)) - (n(метана) * ΔH(метана)) - (n(пропана) * ΔH(пропана))
ΔH = (1,14 моль * -393,5 кДж/моль) + (1,14 моль * -241,8 кДж/моль) - (n(метана) * -74,8 кДж/моль) - (n(пропана) * -103,8 кДж/моль)
Так как нам дано, что объем продуктов сгорания составляет 6,72 л (н.у.), то мы можем использовать соотношение между объемом и количеством вещества для нахождения количества вещества метана и пропана:
V = n * V(н.у.)
n(смесь) = V(смесь) / V(н.у.) = 6,72 л / 22,4 л/моль = 0,3 моль
Теперь мы можем подставить полученные значения в уравнение для ΔH:
ΔH = (1,14 моль * -393,5 кДж/моль) + (1,14 моль * -241,8 кДж/моль) - (0,3 моль * -74,8 кДж/моль) - (0,3 моль * -103,8 кДж/моль)
ΔH = -448,41 кДж
Таким образом, количество теплоты, выделившееся при сжигании данной смеси, составляет -448,41 кДж.