Уважаемый посетитель!
Сначала следует написать простое уравнение горение метана:
CH
4+2O
2 [$8594$] CO
2+2H
2O
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:
CH
4 (г)+2O
2 (г) [$8594$] CO
2 (г)+2H
2O
(г) б) Рассчитаем тепловой эффект этой реакции. Для этого вспомним, что: Q
реак = [$8721$]Q
обр(продукты)-[$8721$]Q
обр(реагенты) (естественно, домножая на коэффициенты).
Табличные данные:
Q
обр(H
2O
(г)) = 242 кДж/моль
Q
обр(СO
2 (г)) = 393,5 кДж/моль
Q
обр(O
2 (г)) = 0 кДж/моль (т.к. это простое вещество)
Q
обр(СH
4 (г)) = 74,8 кДж/моль
Значит, Q
реак = 2*Q
обр(H
2O
(г))+Q
обр(СO
2 (г))-2*Q
обр(O
2 (г))-Q
обр(СH
4 (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: Q
сгор(CH
4 (г)) = 802,7 кДж/моль. Если рассчитать на жидкую воду, то получится 890,7 кДж/моль (т.к. Q
обр(H
2O
(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 кДжИли (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)
ТеплотаСгорание 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(CH
4) = V(CH
4)/V
м = 448/22,4 = 20 моль.
То есть тепловой эффект можно записать как:
Q = Q
сгор(CH
4 (г))*n(CH
4) = 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:
CH
4 (г)+2O
2 (г) [$8594$] CO
2 (г)+2H
2O
(г)+802,7 кДж [$8658$]
20CH
4 (г)+40O
2 (г) [$8594$] 20CO
2 (г)+40H
2O
(г)+802,7*20 кДж
Q = 802,7*20 = 16054 кДж.
(В термохимических уравнениях допустимы несокращённые и дробные коэффициенты).
С уважением,
Fen99