Подсчитай, какой объём (л) метана (н. у.) сгорел в кислороде, если при этом выделилось 6030 кДж теплоты. Термохимическое уравнение реакции имеет вид:

CH4+2O2→2H2O+CO2↑+804 кДж.

 

Точность вычислений — до сотых.

ответ:   л.

​

Для решения данной задачи, мы можем воспользоваться законом Гесса. Согласно этому закону, если химическое уравнение можно разделить на несколько шагов с известными энтальпиями реакций, то сумма энтальпий таких шагов будет равна энтальпии всей реакции.

В данном случае, у нас имеется только одно шаговое уравнение и одна реакция, в которой нам известна энтальпия реакции. Чтобы найти объем метана, сгоревшего в кислороде, нужно сначала определить, сколько молей метана соответствует выделившейся теплоте.

Для этого воспользуемся формулой:
q = n * ΔH,

где q - теплота реакции (в данной задаче это 6030 кДж),
n - количество молей реагента,
ΔH - изменения энтальпии реакции (в данной задаче это 804 кДж).

Для определения количества молей, перейдем к пропорциям:

n(reagent) / ΔH(reaction) = n(unknown) / q.

Подставим известные значения и найдем неизвестное:

n(CH4) / 804 кДж = n(unknown) / 6030 кДж.

n(unknown) = n(CH4) * (6030 кДж / 804 кДж).

n(unknown) = n(CH4) * 7.5.

Теперь нам нужно найти количество молей метана (n(CH4)).

Из термохимического уравнения видно, что для каждой молекулы метана сгорает 2 молекулы кислорода. Значит, отношение количества молей метана к количеству молей кислорода равно 1:2.

Таким образом, n(CH4) = 2 * n(O2).

Из уравнения реакции видно, что при сгорании 1 молекулы метана выделяется 804 кДж теплоты. А это то же самое, что и наш ΔH: ΔH = 804 кДж.

Теперь мы можем записать пропорцию для нахождения количества молей кислорода:

n(O2) / 804 кДж = 1 / ΔH.

Подставим известные значения и найдем количество молей кислорода:

n(O2) = 804 кДж / 804 кДж = 1 моль.

Теперь, найдем количество молей метана:

n(CH4) = 2 * n(O2) = 2 * 1 моль = 2 моля.

Итак, мы нашли количество молей метана (n(CH4) = 2 моля).

Теперь вернемся к предыдущему шагу и найдем неизвестное n(unknown):
n(unknown) = 2 моля * 7.5 = 15 моль.

Таким образом, объем метана (н. у.), сгоревшего в кислороде, равен 15 л.