Для решения задач по химии, связанных с термохимическими уравнениями и расчетами объемов газов, необходимо использовать несколько основных понятий и правил, таких как закон сохранения массы и стехиометрические соотношения.
Задача 1: Вычисление количества выделившейся теплоты при сгорании ацетилена
Дано термохимическое уравнение:
[ 2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O + 2610 \text{ кДж} ]
Это уравнение говорит нам, что при сгорании 2 моль ацетилена (C_2H_2) выделяется 2610 кДж тепла.
Найти молярную массу ацетилена (C_2H_2):
[ \text{Молярная масса } C_2H_2 = 2 \times 12.01 + 2 \times 1.01 = 24.02 + 2.02 = 26.04 \text{ г/моль} ]
Определить количество молей ацетилена в 26 г:
[ n = \frac{m}{M} = \frac{26 \text{ г}}{26.04 \text{ г/моль}} \approx 0.998 \text{ моль} ]
Использовать пропорцию для нахождения выделившейся теплоты:
Если 2 моль ацетилена дают 2610 кДж, то:
[ Q = \frac{2610 \text{ кДж}}{2 \text{ моль}} \times 0.998 \text{ моль} \approx 1303 \text{ кДж} ]
Ответ: При сгорании 26 г ацетилена количество выделившейся теплоты равно 1303 кДж.
Задача 2: Вычисление объема кислорода, необходимого для полного сгорания пропана
Для этой задачи нужно сначала записать уравнение реакции сгорания пропана (C_3H_8):
[ C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O ]
Найти молярную массу пропана (C_3H_8):
[ \text{Молярная масса } C_3H_8 = 3 \times 12.01 + 8 \times 1.01 = 36.03 + 8.08 = 44.11 \text{ г/моль} ]
Определить количество молей пропана в 8.8 г:
[ n = \frac{m}{M} = \frac{8.8 \text{ г}}{44.11 \text{ г/моль}} \approx 0.2 \text{ моль} ]
Использовать стехиометрическое соотношение для нахождения количества молей кислорода:
По уравнению реакции, на 1 моль пропана требуется 5 моль кислорода.
[ n(O_2) = 0.2 \text{ моль пропана} \times 5 = 1 \text{ моль O_2} ]
Перевести моли кислорода в объем (при нормальных условиях: 1 моль газа = 22.4 л):
[ V = n \times 22.4 \text{ л/моль} = 1 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 22.4 \text{ л} ]
Ответ: Объем кислорода, необходимый для полного сгорания 8.8 г пропана, равен 22.4 л.