Сколько энергии будет потребовано для разложения 1.5 килограмма карбоната кальция в соответствии с термохимическим

Babochka

46

Чтобы найти количество энергии, которое потребуется для разложения 1.5 килограмма карбоната кальция (CaCO3) согласно данному термохимическому уравнению: CaCO3 -> CaO + CO2, мы должны знать стандартную энтальпию образования для каждого из реагентов и продуктов в уравнении.

Стандартная энтальпия образования определяет количество энергии, которое требуется или выделяется при образовании одного моля вещества из своих элементарных составляющих при стандартных условиях (температура 298 К и давление 1 атмосфера).

Давайте найдем стандартные энтальпии образования для карбоната кальция (CaCO3), оксида кальция (CaO) и углекислого газа (CO2). Затем мы умножим эти значения на количество вещества (в молях) каждого вещества в уравнении, чтобы найти общее количество энергии.

Стандартные энтальпии образования указываются в таблицах и обозначаются символом ΔH°f. Давайте найдем эти значения:

- Стандартная энтальпия образования карбоната кальция (CaCO3) равна -1207 кДж/моль.
- Стандартная энтальпия образования оксида кальция (CaO) равна -635 кДж/моль.
- Стандартная энтальпия образования углекислого газа (CO2) равна -393.5 кДж/моль.

Теперь мы можем приступить к расчетам. Вначале нам необходимо найти количество вещества (в молях) карбоната кальция (CaCO3), используя его молярную массу, которая равна примерно 100 г/моль:

\[\text{Количество вещества (в молях)} = \frac{\text{Масса}}{\text{Молярная масса}} = \frac{1.5 \, \text{кг}}{100 \, \text{г/моль}} = 15 \, \text{моль}\]

Теперь мы можем использовать стехиометрию уравнения, чтобы выяснить, какое количество молей оксида кальция (CaO) и углекислого газа (CO2) образуется при разложении 15 молей карбоната кальция:

\[\text{CaCO3 -> CaO + CO2} \quad \Rightarrow \quad 1 \, \text{моль } CaCO3 \quad \Rightarrow \quad 1 \, \text{моль } CaO + 1 \, \text{моль } CO2\]

Таким образом, при разложении 15 молей карбоната кальция образуется 15 молей оксида кальция и 15 молей углекислого газа.

Далее мы умножаем количество молей каждого вещества на его стандартную энтальпию образования:

\[\text{Количество энергии} = (\text{Количество молей CaO} \times \Delta H°f(\text{CaO})) + (\text{Количество молей CO2} \times \Delta H°f(\text{CO2}))\]

\[\text{Количество энергии} = (15 \, \text{моль} \times -635 \, \text{кДж/моль}) + (15 \, \text{моль} \times -393.5 \, \text{кДж/моль})\]

Подсчитав это выражение, мы найдем общее количество энергии, необходимое для разложения 1.5 килограмма карбоната кальция в соответствии с термохимическим уравнением.