Номер 911, страница 147 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

911. Термохимическое уравнение сгорания метана в кислороде имеет вид:

$$CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O + 802 \text{ кДж}$$

Рассчитайте, какое количество теплоты выделится при полном сгорании метана массой 248 кг в избытке кислорода.

Дано:

Термохимическое уравнение: $CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O + 802 \text{ кДж}$

Масса метана $m(CH_4) = 248 \text{ кг}$

$m(CH_4) = 248 \text{ кг} = 248 \cdot 10^3 \text{ г} = 248000 \text{ г}$

Найти:

Количество теплоты $Q$ — ?

Решение:

1. Из условия задачи дано термохимическое уравнение реакции горения метана. Оно показывает, что при сгорании 1 моль метана $(CH_4)$ выделяется 802 кДж теплоты.

2. Для дальнейших расчетов найдем молярную массу метана $(CH_4)$. Используем относительные атомные массы углерода $(C)$ и водорода $(H)$:

$M(CH_4) = Ar(C) + 4 \cdot Ar(H) = 12 + 4 \cdot 1 = 16 \text{ г/моль}$

3. Рассчитаем количество вещества $(n)$ метана массой 248 кг (248000 г) по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(CH_4) = \frac{m(CH_4)}{M(CH_4)} = \frac{248000 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} = 15500 \text{ моль}$

4. Теперь можно составить пропорцию для нахождения количества теплоты $(Q)$, которое выделится при сгорании 15500 моль метана:

Сгорание 1 моль $CH_4$ — выделяется 802 кДж

Сгорание 15500 моль $CH_4$ — выделяется $Q$ кДж

Решим пропорцию:

$Q = \frac{15500 \text{ моль} \cdot 802 \text{ кДж}}{1 \text{ моль}} = 15500 \cdot 802 = 12431000 \text{ кДж}$

Полученное значение можно также выразить в мегаджоулях (МДж), зная что $1 \text{ МДж} = 1000 \text{ кДж}$:

$12431000 \text{ кДж} = 12431 \text{ МДж}$

Ответ: 12 431 000 кДж.