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):

$$CO+\frac{1}{2}{O}_2\to C{O}_2$$

Энтальпия образования $C{O}_2$ 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:

$$CO+\frac{1}{2}{O}_2\to C{O}_2$$

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

$$\mathrm{\Delta }H=\text{Энтальпия образования }C{O}_2-\text{Энтальпия образования }CO$$

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

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:

$$n=\frac{PV}{RT}$$

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

$$n=1,14моль$$

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

$$Q=n\cdot \mathrm{\Delta }H$$

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

$$Q=-323,62кДж$$

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.