Номер 8, страница 163 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

8. Определите количество теплоты, выделившейся при сгорании водорода объемом 1 м$^3$ (н. у.), если термохимическое уравнение реакции имеет вид: $2H_{2\text{(г)}} + O_{2\text{(г)}} = 2H_{2}O_{\text{(г)}} + 484 \text{ кДж}$.

Дано:

Объём водорода $V(H_2) = 1 \, \text{м}^3$

Условия: нормальные (н. у.)

Термохимическое уравнение: $2H_{2(\text{г})} + O_{2(\text{г})} = 2H_2O_{(\text{г})} + 484 \, \text{кДж}$

Молярный объём газа при н. у.: $V_m = 22.4 \, \text{л/моль}$

$V_m = 22.4 \, \text{л/моль} = 0.0224 \, \text{м}^3\text{/моль}$

Найти:

Количество теплоты $Q$ — ?

Решение:

1. Найдём количество вещества (число моль) водорода, содержащегося в объёме 1 м³. Для этого используем значение молярного объёма газа при нормальных условиях ($V_m$), выраженное в м³/моль.

Формула для расчёта количества вещества:

$n = \frac{V}{V_m}$

Подставим известные значения:

$n(H_2) = \frac{1 \, \text{м}^3}{0.0224 \, \text{м}^3\text{/моль}} \approx 44.643 \, \text{моль}$

2. Согласно термохимическому уравнению реакции $2H_{2(\text{г})} + O_{2(\text{г})} = 2H_2O_{(\text{г})} + 484 \, \text{кДж}$, при сгорании 2 моль водорода выделяется 484 кДж теплоты.

3. Составим пропорцию для нахождения количества теплоты ($Q$), которое выделится при сгорании $44.643 \, \text{моль}$ водорода.

При сгорании $2 \, \text{моль} \, H_2$ — выделяется $484 \, \text{кДж}$ теплоты.

При сгорании $44.643 \, \text{моль} \, H_2$ — выделяется $Q \, \text{кДж}$ теплоты.

4. Из пропорции выразим и рассчитаем $Q$:

$Q = \frac{44.643 \, \text{моль} \times 484 \, \text{кДж}}{2 \, \text{моль}} \approx 10804 \, \text{кДж}$

Ответ: количество теплоты, выделившейся при сгорании 1 м³ водорода, составляет примерно 10804 кДж.