Сколько теплоты выделяется в процессе сгорания 5,6 л (при н.у.) угарного газа?

Ledyanoy_Ogon

32

Для решения этой задачи мы можем использовать закон Гесса, который говорит, что изменение энтальпии процесса можно выразить через разницу энтальпий в начальном и конечном состояниях.

Сначала нам необходимо найти стандартную энтальпию сгорания угарного газа (CO):

\[CO + \frac{1}{2}O_2 \rightarrow CO_2\]

Энтальпия образования \(CO_2\) равна \(-393,5\) кДж/моль. Для этой реакции нам необходимо знать стандартную энтальпию образования \(CO\), которая равна \(-110,5\) кДж/моль.

Теперь мы можем использовать закон Гесса, чтобы найти реакцию сгорания угарного газа:

\[CO + \frac{1}{2}O_2 \rightarrow CO_2\]

Энтальпия сгорания можно найти как разницу между энтальпией образования продуктов и энтальпией образования реагентов. Таким образом,

\[\Delta H = \text{Энтальпия образования } CO_2 - \text{Энтальпия образования } CO\]

\[\Delta H = -393,5 - (-110,5) = -283\ \text{кДж/моль}\]

Теперь нам нужно узнать, сколько моль угарного газа содержится в 5,6 л (при н.у.) угарного газа. Для этого мы можем использовать идеальный газовый закон:

\[PV = nRT\]

Где:
P - давление (в Па)
V - объем (в м^3)
n - количество вещества (в моль)
R - универсальная газовая постоянная
T - температура (в Кельвинах)

При н.у. (нормальных условиях) давление составляет 101325 Па, а температура равна 273 К. Подставляя эти значения в уравнение и решая его относительно n, получаем:

\[n = \frac{PV}{RT}\]

\[n = \frac{(101325\ Па)(5,6\ л)}{(8,314 \frac{Дж}{моль \cdot K})(273\ K)}\]

\[n = 1,14\ моль\]

Теперь, зная, что каждая моль угарного газа выделяет -283 кДж теплоты, можем найти общую выделившуюся теплоту (Q) в процессе сгорания:

\[Q = n \cdot \Delta H\]

\[Q = (1,14\ моль)(-283\ \frac{кДж}{моль})\]

\[Q = -323,62\ кДж\]

Таким образом, в процессе сгорания 5,6 л (при н.у.) угарного газа выделяется примерно -323,62 кДж теплоты или 323,62 кДж теплоты поглощается окружающей средой.