Консультация № 185759
05.04.2012, 18:06
69.99 руб.
0 2 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:

Обсуждение

Неизвестный
05.04.2012, 18:58
общий
05.04.2012, 20:23
Неизвестный
05.04.2012, 21:11
общий
это ответ
Уважаемый посетитель!
Сначала следует написать простое уравнение горение метана:
CH4+2O2 [$8594$] CO2+2H2O

1) Термохимическое уравнение.
Термохимическое уравнение отличается от обычного тем, что:
а) В нём указаны агрегатные состояния веществ (это необходимо, т. к. тепловой эффект зависит от того, в каком состоянии были продукты и реагенты).
б) В нём указан тепловой эффект.
Выполним последовательно эти 2 пункта. Будем считать, что вода образовалась газообразная (ну всё-таки горение происходит весьма при высоких температурах).
а) Метан, кислород и диоксид углерода - газы. Воду мы также считаем газом:
CH4 (г)+2O2 (г) [$8594$] CO2 (г)+2H2O(г)
б) Рассчитаем тепловой эффект этой реакции. Для этого вспомним, что: Qреак = [$8721$]Qобр(продукты)-[$8721$]Qобр(реагенты) (естественно, домножая на коэффициенты).
Табличные данные:
Qобр(H2O(г)) = 242 кДж/моль
Qобр(СO2 (г)) = 393,5 кДж/моль
Qобр(O2 (г)) = 0 кДж/моль (т.к. это простое вещество)
Qобр(СH4 (г)) = 74,8 кДж/моль
Значит, Qреак = 2*Qобр(H2O(г))+Qобр(СO2 (г))-2*Qобр(O2 (г))-Qобр(СH4 (г)) = 2*242+393,5-2*0-74,8 = 802,7 кДж (теплота, выделяющаяся при сгорании 1 моль газообразного метана).
Эта величина называется теплотой сгорания газообразного метана: Qсгор(CH4 (г)) = 802,7 кДж/моль. Если рассчитать на жидкую воду, то получится 890,7 кДж/моль (т.к. Qобр(H2O(ж)) = 286 кДж/моль).
Итак, уравнение можно записать в следующем виде:
CH[sub]4 (г)[/sub]+2O[sub]2 (г)[/sub] [$8594$] CO[sub]2 (г)[/sub]+2H[sub]2[/sub]O[sub](г)[/sub]+802,7 кДж
Или (до жидкой воды):
CH[sub]4 (г)[/sub]+2O[sub]2 (г)[/sub] [$8594$] CO[sub]2 (г)[/sub]+2H[sub]2[/sub]O[sub](ж)[/sub]+890,7 кДж
(Обратите внимание, что здесь записана теплота в расчёте на 1 моль метана!)

2) Теплота
Сгорание метана при стандартных условиях - это немного странно Поэтому следует предположить, что имелось в виду, что это 448 л измерено при н.у.
Рассчитаем количество метана:
n(CH4) = V(CH4)/Vм = 448/22,4 = 20 моль.
То есть тепловой эффект можно записать как:
Q = Qсгор(CH4 (г))*n(CH4) = 802,7*20 = 16054 кДж (аналогично 17814 кДж, если до жидкой воды).

[u]Ответ:[/u] 16054 кДж (если до газообразной воды), 17814 кДж (если до жидкой воды).

P.S. Решить последнюю задачу можно ещё и так:
CH4 (г)+2O2 (г) [$8594$] CO2 (г)+2H2O(г)+802,7 кДж [$8658$]
20CH4 (г)+40O2 (г) [$8594$] 20CO2 (г)+40H2O(г)+802,7*20 кДж
Q = 802,7*20 = 16054 кДж.
(В термохимических уравнениях допустимы несокращённые и дробные коэффициенты).

С уважением,
Fen99
Форма ответа