Вычислите объем угарного газа (н.у.), вступившего в реакцию согласно уравнению 2CO + O2 = 2CO2 + 565 кДж, если в результате реакции выделилось 113 кДж теплоты
Чтобы решить эту задачу, нужно использовать понятие закона Гесса, который гласит, что изменение энтальпии реакции (тепловой эффект) равно разности энтальпий реагирующих веществ и продуктов реакции.
Данное уравнение можно переписать в виде:
2CO + O2 = 2CO2 + 565 кДж -- (1)
Энтальпия реакции, выраженная через изменение теплоты, равна:
ΔH = -113 кДж -- (2)
Нам известна энтальпия реакции (565 кДж) и изменение теплоты (-113 кДж). Наша задача - вычислить объем угарного газа (н.у.), вступившего в реакцию.
1) Найдем количество вещества (в молях) углерода оксида (CO2), образовавшегося в результате реакции. Для этого воспользуемся стехиометрией уравнения (1):
Коэффициент при CO2 в уравнении (1) равен 2, следовательно, количество молей CO2 будет равняться количеству молей CO, участвующих в реакции. Таким образом, у нас будет двойное количество молей CO:
Моль CO2 = 2 * (моль CO)
2) Затем выразим количество молей CO через объем газа (в условиях нормальных условий). Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
PV = nRT
где P = 1 атм (давление в нормальных условиях), V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (0,0821 атм * л / моль * к), T - температура в кельвинах.
Так как в условиях задачи не указана температура, мы можем предположить, что реакция происходила при комнатной температуре, которая примерно равна 298 К.
3) Зная количество молей CO2, мы можем вычислить количество молей CO:
(моль CO) = (моль CO2) / 2
4) Зная количество молей CO, мы можем найти объем CO в условиях нормальных условий:
V (CO) = (моль CO) * RT / P
5) Теперь у нас есть значение объема CO в условиях нормальных условий. Но в равновесии в уравнении (1) задействован также газ O2. Чтобы найти его объем, мы делаем предположение, что у нас есть равное количество молей O2, как и молей CO:
V (O2) = V (CO)
6) И, наконец, чтобы найти общий объем угарного газа в условиях нормальных условий, мы складываем объемы CO и O2:
Объем угарного газа (н.у.) = V (CO) + V (O2)
Таким образом, подставляя значения в формулы и выполняя несложные математические операции, мы можем вычислить объем угарного газа в данной реакции.
Данное уравнение можно переписать в виде:
2CO + O2 = 2CO2 + 565 кДж -- (1)
Энтальпия реакции, выраженная через изменение теплоты, равна:
ΔH = -113 кДж -- (2)
Нам известна энтальпия реакции (565 кДж) и изменение теплоты (-113 кДж). Наша задача - вычислить объем угарного газа (н.у.), вступившего в реакцию.
1) Найдем количество вещества (в молях) углерода оксида (CO2), образовавшегося в результате реакции. Для этого воспользуемся стехиометрией уравнения (1):
Коэффициент при CO2 в уравнении (1) равен 2, следовательно, количество молей CO2 будет равняться количеству молей CO, участвующих в реакции. Таким образом, у нас будет двойное количество молей CO:
Моль CO2 = 2 * (моль CO)
2) Затем выразим количество молей CO через объем газа (в условиях нормальных условий). Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
PV = nRT
где P = 1 атм (давление в нормальных условиях), V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (0,0821 атм * л / моль * к), T - температура в кельвинах.
Так как в условиях задачи не указана температура, мы можем предположить, что реакция происходила при комнатной температуре, которая примерно равна 298 К.
3) Зная количество молей CO2, мы можем вычислить количество молей CO:
(моль CO) = (моль CO2) / 2
4) Зная количество молей CO, мы можем найти объем CO в условиях нормальных условий:
V (CO) = (моль CO) * RT / P
5) Теперь у нас есть значение объема CO в условиях нормальных условий. Но в равновесии в уравнении (1) задействован также газ O2. Чтобы найти его объем, мы делаем предположение, что у нас есть равное количество молей O2, как и молей CO:
V (O2) = V (CO)
6) И, наконец, чтобы найти общий объем угарного газа в условиях нормальных условий, мы складываем объемы CO и O2:
Объем угарного газа (н.у.) = V (CO) + V (O2)
Таким образом, подставляя значения в формулы и выполняя несложные математические операции, мы можем вычислить объем угарного газа в данной реакции.