Какой объём (л) метана (н. у.) сожглось в кислороде, если при этом высвободилась 1608 кДж теплоты? Термохимическое

Термохимия: Расчет объема сгоревшего метана

Объяснение: Для решения этой задачи, нам потребуется использовать закон сохранения энергии. Теплота, высвобождаемая при реакции, равна работе, произведенной этой реакцией. В данном случае, мы знаем количество высвобожденной теплоты - 1608 кДж.

Перед выполнением расчетов, нужно преобразовать количество высвобожденной теплоты в джоули, где 1 кДж (килоджоуль) = 1000 Дж. Подставив известные значения в формулу:

Теплота = работа
1608 кДж = работа

Теперь нам нужно найти работу, совершенную реакцией. Мы знаем, что реакция сгорания метана происходит с образованием двух молекул воды (H2O) и одной молекулы углекислого газа (CO2). Но в данной задаче реакция приведена в несбалансированном виде.

Поэтому мы сначала должны сбалансировать уравнение реакции, умножив коэффициенты перед молекулами на соответствующие числа. В результате, получаем следующее сбалансированное уравнение реакции:

CH4 + 2O2 → 2H2O + CO2

Теперь мы видим, что одна молекула метана соответствует двум молекулам воды и одной молекуле углекислого газа. Согласно общей газовой формуле Avogadro, один моль газа занимает 22,4 литра (при нормальных условиях).

Зная, что у нас 1 молекула метана, нам нужно определить количество молей метана, со следующим простым соотношением:

1 моль метана = 22,4 литра метана

Теперь мы просто делим количество высвобожденной теплоты на 1608 кДж на количество кДж в одной моле метана, чтобы получить количество молей метана. Затем, чтобы найти объем сгоревшего метана, мы умножаем количество молей на 22,4 литра.

Доп. материал: Максимальное количество горячей воды, которое можно получить при полном сгорании 8 литров метана (н. у.).

Совет: Для того, чтобы лучше понять термохимические расчеты, рекомендуется познакомиться с понятиями стандартного теплота образования и стандартной энтальпии реакции. Практика с подобными задачами также поможет улучшить понимание.

Ещё задача: Какой объем (л) кислорода (н. у.) будет необходим для полного сгорания 16 литров метана (н. у.)? Температура и давление остаются постоянными.