Сколько граммов оксида углерода (IV) сформировалось в результате реакции, если выделилось 169,5 кДж теплоты?

Smesharik

61

Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать уравнение реакции оксида углерода (IV) и вычислить количество вещества, исходя из выделенной теплоты.

Уравнение реакции оксида углерода (IV) выглядит следующим образом:
\[CO_2 \rightarrow CO + \frac{1}{2}O_2\]

Из уравнения видно, что одна молекула оксида углерода (IV) превращается в одну молекулу угарного газа (CO) и половину молекулы кислорода (O₂).

Для решения задачи, мы будем использовать закон сохранения энергии, который говорит нам, что выделенная теплота (энергия) в реакции должна быть равной поглощенной теплоте.

Теплота образования одной молекулы оксида углерода (IV) составляет 393,5 кДж. Заметим, что теплота образования угарного газа (CO) равна 110,5 кДж.

По формуле выделенной теплоты реакции:
\[\text{Теплота образования } CO_2 - \text{Теплота образования } CO = \text{Выделенная теплота}\]

Теперь можем рассчитать количество молекул вещества, используя соотношение между выделенной теплотой и теплотой образования:

\[\text{Количество молекул CO} = \frac{\text{Выделенная теплота}}{\text{Теплота образования CO}}\]

\[\text{Количество молекул O}_2 = 0.5 \times \frac{\text{Выделенная теплота}}{\text{Теплота образования CO}}\]

Зная количество молекул CO и O₂, мы можем рассчитать их количество в граммах. Молярная масса CO равна 28 г/моль, а молярная масса O₂ равна 32 г/моль.

Чтобы рассчитать количество граммов CO и O₂, нужно умножить количество молекул на молярную массу:

\[\text{Масса CO} = \text{Количество молекул CO} \times \text{Молярная масса CO}\]

\[\text{Масса O}_2 = \text{Количество молекул O}_2 \times \text{Молярная масса O}_2\]

Давайте подставим все значения и рассчитаем:

\textbf{Шаг 1:} Рассчитаем количество молекул CO и O₂

\[\text{Количество молекул CO} = \frac{169,5 \, \text{кДж}}{110,5 \, \text{кДж/мол}}\]
\[\text{Количество молекул O}_2 = 0.5 \times \frac{169,5 \, \text{кДж}}{110,5 \, \text{кДж/мол}}\]

\textbf{Шаг 2:} Рассчитаем количество граммов CO и O₂

\[\text{Масса CO} = \text{Количество молекул CO} \times \text{Молярная масса CO}\]
\[\text{Масса O}_2 = \text{Количество молекул O}_2 \times \text{Молярная масса O}_2\]

Расчеты:

\[\text{Количество молекул CO} = \frac{169,5 \, \text{кДж}}{110,5 \, \text{кДж/мол}} = 1,534 \, \text{моль CO}\]

\[\text{Количество молекул O}_2 = 0.5 \times \frac{169,5 \, \text{кДж}}{110,5 \, \text{кДж/мол}} = 0.767 \, \text{моль O}_2\]

\[\text{Масса CO} = 1,534 \, \text{моль CO} \times 28 \, \text{г/моль} = 42.952 \, \text{г CO}\]

\[\text{Масса O}_2 = 0.767 \, \text{моль O}_2 \times 32 \, \text{г/моль} = 24.544 \, \text{г O}_2\]

Итак, в результате данной реакции образовалось приблизительно 42.952 грамма угарного газа (CO) и 24.544 грамма кислорода (O₂).

Надеюсь, данное решение понятно для школьника. Если есть какие-либо вопросы, пожалуйста, задавайте!