Всмеси, состоящей из 22,4 л водорода и 2,24 л кислорода, произошла реакция. каково изменение энтальпии этой реакции? выберите один ответ: 1. + 484 кдж/моль ; 2. + 121 кдж/моль ; 3. − 242 кдж/моль ; 4. + 242 кдж/моль ; 5. − 48 кдж/моль ;

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать уравнение Гей-Люссака, которое позволяет найти изменение энтальпии (ΔH) реакции. Уравнение имеет вид:

ΔH = q / n,

где ΔH - изменение энтальпии, q - количество тепла, поглощенного или выделяющегося в реакции, и n - количество веществ, участвующих в реакции.

В данной задаче нам известны объемы водорода (22,4 л) и кислорода (2,24 л). Чтобы найти количество веществ в молях, нам необходимо использовать уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT,

где P - давление, V - объем, n - количество веществ в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в кельвинах.

Нам дан объем в литрах, поэтому мы должны перевести его в молярные единицы, используя значение универсальной газовой постоянной (R = 0,0821 л * атм / (моль * K)) и температуру комнаты (около 298 K).

Начнем с водорода. Подставим значения в уравнение состояния идеального газа:

22,4 л * атм = n * 0,0821 л * атм / (моль * K) * 298 K.

Раскроем скобки и решим уравнение:

22,4 = n * 0,0821 * 298,

n = 22,4 / (0,0821 * 298),

n = 0,96 моль.

Теперь посчитаем количество кислорода:

2,24 л * атм = n * 0,0821 л * атм / (моль * K) * 298 K.

Раскроем скобки и решим уравнение:

2,24 = n * 0,0821 * 298,

n = 2,24 / (0,0821 * 298),

n = 0,096 моль.

Теперь, когда мы знаем количество веществ в молях, мы можем рассчитать изменение энтальпии реакции, используя уравнение Гей-Люссака. В данном случае, так как водород и кислород объединяются, реагируя между собой, молей веществ всегда будет одинаковое количество. Таким образом, можно использовать либо количество водорода, либо количество кислорода в реакции.

Выберем количество водорода в качестве х, тогда ΔH = q / x.

Теперь мы должны понять, какое количество тепла, q, выделится или поглотится в реакции. Для этого нам нужно знать энтальпию образования воды (H2O) и энтальпию образования молекулярного водорода (H2) и молекулярного кислорода (O2) в стандартных условиях (25°C, 1 атм).

Энтальпия образования воды равна -286 кДж/моль, энтальпия образования молекулярного водорода равна 0 кДж/моль, а энтальпия образования молекулярного кислорода равна 0 кДж/моль.

Так как водород и кислород реагируют, чтобы образовать воду, мы должны вычесть суммарную энтальпию образования продуктов из суммарной энтальпии образования реагентов. Вычислим суммарную энтальпию образования реагентов и продуктов:

Суммарная энтальпия образования реагентов:
0 кДж/моль (энтальпия образования водорода) + 0 кДж/моль (энтальпия образования кислорода) = 0 кДж/моль.

Суммарная энтальпия образования продуктов:
-286 кДж/моль (энтальпия образования воды).

Теперь вычтем суммарную энтальпию образования реагентов из суммарной энтальпии образования продуктов:

ΔH = (-286 кДж/моль) - 0 кДж/моль = -286 кДж/моль.

Знак минус означает, что в данной реакции тепло выделяется.

Таким образом, изменение энтальпии этой реакции составляет -286 кДж/моль.

Ответ: 3. − 242 кДж/моль.