Естественные науки

Подскажите, пожалуйста, что делать в этой задаче с теплотой образования ?

При сжигании паров этилацетата в
кислороде выделилось 410,9 кДж теплоты,
и осталось 12,2 л
кислорода (измерено при давлении 105 кПа и температуре 35,3? С) . Рассчитайте
массовые доли компонентов в исходной смеси. Теплоты образования оксида углерода
(IV), паров воды и
паров этилацетата равны 393,5, 241,8 и 486,6 кДж/моль соответственно. (17
баллов)
Люда@ Полик
Люда@ Полик
68 703
Пожалуй, эта задачка не для уровня школы. Есть закон Гесса, и следствие из него. Следствие гласит "Тепловой эффект реакции равен сумме теплот образования (энтальпий) продуктов реакции за вычетом теплот образования (энтальпий) исходных веществ". Существуют две формы записи термохимических реакций: термохимическая и термодинамическая.
Термохимическая: С4Н8О2 + 5 О2 -----> 4 CO2 + 4 H2O + Q(реакции) .

С4Н8О2 - это брутто-формула этилацетата, развернутая формула здесь не нужна. Q(реакции) - тепловой эффект реакции. Для экзотермических реакций как эта знак перед Q(реакции) - плюс, для эндотермических - минус.

Термодинамическая:

С4Н8О2 + О2 -----> 4 CO2 + 4 H2O, ?H(реакции) = (тепловой эффект реакции) . При термодинамической форме записи для экзотермических реакций? H(реакции) - отрицательно, а для эндотермических - положительно.

Так вот, следствие из закона Гесса, так как оно у меня сформулировано, относится к термодинамической форме записи. Теплоты образования относятся к 1 молю вещества.

Итак, записываем уравнение реакции в термодинамической форме:

С4Н8О2 + 5 О2 -----> 4 CO2 + 4 H2O, ?H(реакции) =

и применяем следствие:

?H(реакции) =(4? H(СО2) + 4? H(Н2О) ) - (?H(С4Н8О2) + ?H(О2)).

Здесь все? H - теплоты образования соответствующих веществ (в термодинамической форме записи берем со знаком минус) . Для простых веществ теплота образования (ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ) принимается равной нулю.

Вычисляем:

?H(реакции) =(4*(-393,5)+ 4*(-241,8)) - (-486,6 +0)=--2054,6 кДж/моль.

Теперь составляем пропорцию.

При сгорании 1 моля этилацетата выделяется 2054,6 кДж тепла. В нашей задаче: сгорело х молей этилацетата, выделилось 410,9 кДж. Отсюда х=0,2 моль. Значит было (и сгорело) 0,2 моль (0,2*88=17,6 г) этилацетата. На его сжигание израсходовался 0,2*5=1,0 моль кислорода.

Объем оставшегося кислорода по формуле p1*V1/T1=p2*V2/T2 нужно пересчитать к нормальным условиям, определить сколько молей кислорода осталось, вычислить массу оставшегося кислорода. Либо по формуле Менделеева-Клапейрона p*V=(m/M)*R*T сразу вычислить массу оставшегося кислорода. Затем к этой массе прибавить массу кислорода, истраченного на сжигание. Получим исходную массу кислорода. Теперь эту массу нужно сложить с массой этилацетата и вычислить массовые доли каждого вещества в смеси до реакции.

Эти вычисления элементарны, поэтому я их не привожу.
Таня Королева
Таня Королева
95 868
Лучший ответ
Уравнение реакции: C4H8O2+5O2-->4CO2+4H2O. Исходя из теплот образования составить уравнение вычисления теплового эффекта реакции с учетом количеств вещества реагентов и продуктов реакции, приняв за х моль количество вещества ацетата, так как соотношение количества вещества по уравнению 1:5:4:4.
Alexandr Kuznetsov
Alexandr Kuznetsov
25 002