Вычислите, сколько теплоты выделится при полном сгорании указанного количества вещества при стандартных условиях (298K). Учтите, что в продуктах сгорания углерод находится в виде углекислого газа, водород – водяного пара, сера – сернистого газа, азот выделяется в свободном состоянии. Вещество - CH4
Количество вещества - 3 м

Чтобы вычислить количество выделенной теплоты при полном сгорании вещества CH4 (метана) при стандартных условиях (298K), мы можем использовать формулу реакции сгорания и энтальпии образования продуктов.

Сначала запишем уравнение реакции полного сгорания метана:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

Затем запишем уравнения для реакций образования каждого продукта:
C + O2 → CO2
H2 + 1/2 O2 → H2O

Теперь рассчитаем количество вещества каждого продукта, используя заданное количество метана.

Для вещества CO2:
1 моль CH4 дает 1 моль CO2

Для вещества H2O:
1 моль CH4 дает 2 моля H2O

Теперь рассчитаем количество теплоты, выделенное при образовании каждого продукта.

Для образования CO2:
ΔH1 = ΔHf CO2 - ΔHf CH4

ΔHf CO2 = -393.5 кДж/моль (стандартная энтальпия образования CO2)
ΔHf CH4 = -74.8 кДж/моль (стандартная энтальпия образования CH4)

ΔH1 = -393.5 - (-74.8) = -318.7 кДж/моль

Для образования H2O:
ΔH2 = ΔHf H2O - 2 * ΔHf CH4

ΔHf H2O = -285.8 кДж/моль (стандартная энтальпия образования H2O)

ΔH2 = -285.8 - 2 * (-74.8) = -136.2 кДж/моль

Теперь рассчитаем общее количество выделенной теплоты.

Количество вещества CH4 = 3 моль
Количество вещества CO2 = 1 моль * 3 = 3 моль
Количество вещества H2O = 2 моль * 3 = 6 моль

Общая теплота = (ΔH1 * количество вещества CO2) + (ΔH2 * количество вещества H2O)
= (-318.7 кДж/моль * 3 моль) + (-136.2 кДж/моль * 6 моль)
= -956.1 кДж + (-817.2 кДж)
= -1773.3 кДж

Таким образом, при полном сгорании 3 моль метана выделится 1773.3 кДж теплоты при стандартных условиях (298K).

Обоснование ответа:
Энтальпия образования продуктов реакции исходит из того факта, что энтальпия реакции образования соответствующих продуктов считается известной и задается как стандартная величина. Расчет общей выделенной теплоты основан на принципе сохранения энергии, согласно которому выделенная энергия при образовании продуктов реакции равна сумме энергии, затраченной на их образование.