Определите теплоту образования при постоянном объеме и 25°С если известна теплота образования при постоянном давлении для следующих реакции: продолжение на фото
Для определения теплоты образования при постоянном объеме и 25°С, нам необходимо использовать следующую формулу:
ΔH = ΔHrxn + ΔHvap + ΔHf
где:
ΔH - теплота образования при постоянном объеме и 25°С, которую мы ищем
ΔHrxn - теплота реакции, уже известная нам для данной реакции
ΔHvap - теплота испарения для всех продуктов и реагентов в газообразном состоянии
ΔHf - теплота образования для всех остальных реагентов и продуктов
Теплота образования для каждого компонента должна быть известна заранее. Затем мы должны знать, какие компоненты находятся в газообразном состоянии и какие остаются в других состояниях (например, жидком или твердом).
В данном случае, у нас есть следующая реакция:
CH4(g) + 2O2(g) -> CO2(g) + 2H2O(l) (1)
Нам известна теплота образования при постоянном давлении для реакции (1), которая равна -802 кДж/моль.
Сейчас мы будем разбирать каждый компонент реакции и определять их состояния:
1. CH4(g) - метан находится в газообразном состоянии, поэтому мы должны использовать теплоту испарения для его определения.
ΔHvap(CH4) = 0, поскольку метан уже находится в газообразном состоянии.
ΔHf(CH4) = -75 кДж/моль, это теплота образования для метана.
Таким образом, теплота образования при постоянном объеме для метана равна ΔH(CH4) = ΔHf(CH4) = -75 кДж/моль.
2. O2(g) - кислород также находится в газообразном состоянии и его теплота образования при постоянном объеме также равна нулю.
ΔHvap(O2) = 0
ΔHf(O2) = 0
Таким образом, теплота образования при постоянном объеме для кислорода равна ΔH(O2) = 0.
3. CO2(g) - углекислый газ находится в газообразном состоянии.
ΔHvap(CO2) = 0, поскольку углекислый газ уже находится в газообразном состоянии.
ΔHf(CO2) = -393,5 кДж/моль, это теплота образования для CO2.
Таким образом, теплота образования при постоянном объеме для углекислого газа равна ΔH(CO2) = ΔHf(CO2) = -393,5 кДж / моль.
4. H2O(l) - вода находится в жидком состоянии, поэтому мы должны использовать теплоту образования для определения.
ΔHvap(H2O) = 40,7 кДж/моль, это теплота испарения воды.
ΔHf(H2O) = -285,8 кДж/моль, это теплота образования для H2O.
Таким образом, теплота образования при постоянном объеме для воды равна ΔH(H2O) = ΔHf(H2O) + ΔHvap(H2O) = -285,8 кДж/моль + 40,7 кДж/моль = -245,1 кДж/моль.
Теперь мы можем подставить эти значения в исходную формулу:
ΔH = ΔHrxn + ΔHvap + ΔHf
где:
ΔH - теплота образования при постоянном объеме и 25°С, которую мы ищем
ΔHrxn - теплота реакции, уже известная нам для данной реакции
ΔHvap - теплота испарения для всех продуктов и реагентов в газообразном состоянии
ΔHf - теплота образования для всех остальных реагентов и продуктов
Теплота образования для каждого компонента должна быть известна заранее. Затем мы должны знать, какие компоненты находятся в газообразном состоянии и какие остаются в других состояниях (например, жидком или твердом).
В данном случае, у нас есть следующая реакция:
CH4(g) + 2O2(g) -> CO2(g) + 2H2O(l) (1)
Нам известна теплота образования при постоянном давлении для реакции (1), которая равна -802 кДж/моль.
Сейчас мы будем разбирать каждый компонент реакции и определять их состояния:
1. CH4(g) - метан находится в газообразном состоянии, поэтому мы должны использовать теплоту испарения для его определения.
ΔHvap(CH4) = 0, поскольку метан уже находится в газообразном состоянии.
ΔHf(CH4) = -75 кДж/моль, это теплота образования для метана.
Таким образом, теплота образования при постоянном объеме для метана равна ΔH(CH4) = ΔHf(CH4) = -75 кДж/моль.
2. O2(g) - кислород также находится в газообразном состоянии и его теплота образования при постоянном объеме также равна нулю.
ΔHvap(O2) = 0
ΔHf(O2) = 0
Таким образом, теплота образования при постоянном объеме для кислорода равна ΔH(O2) = 0.
3. CO2(g) - углекислый газ находится в газообразном состоянии.
ΔHvap(CO2) = 0, поскольку углекислый газ уже находится в газообразном состоянии.
ΔHf(CO2) = -393,5 кДж/моль, это теплота образования для CO2.
Таким образом, теплота образования при постоянном объеме для углекислого газа равна ΔH(CO2) = ΔHf(CO2) = -393,5 кДж / моль.
4. H2O(l) - вода находится в жидком состоянии, поэтому мы должны использовать теплоту образования для определения.
ΔHvap(H2O) = 40,7 кДж/моль, это теплота испарения воды.
ΔHf(H2O) = -285,8 кДж/моль, это теплота образования для H2O.
Таким образом, теплота образования при постоянном объеме для воды равна ΔH(H2O) = ΔHf(H2O) + ΔHvap(H2O) = -285,8 кДж/моль + 40,7 кДж/моль = -245,1 кДж/моль.
Теперь мы можем подставить эти значения в исходную формулу:
ΔH = ΔHrxn + ΔHvap + ΔHf
ΔH = -802 кДж/моль + 0 + (-393,5 кДж/моль) + 2*(-245,1 кДж/моль)
ΔH = -802 кДж/моль - 393,5 кДж/моль - 490,2 кДж/моль
ΔH = -1685,7 кДж/моль
Таким образом, теплота образования при постоянном объеме и 25°С для данной реакции равна -1685,7 кДж/моль.