Question

Найти массу метана, при полном сгорании которой (с образованием жидкой воды) выделяется теплота, достаточная для нагревания 100 г воды от 20 до 30°С. Мольную теплоемкость воды
принять равной 75,3 Дж/(моль-К).

Answer 1

Необходимая для нагревания воды теплота:
Q = n∙Cp∙ΔT = m∙Cp∙(Т–Т0) /М
Q = 100 ∙ 75,3 ∙ (30–20) / 18 = 4183 Дж = 4,183 кДж

CH4(г) + 2O2(г) → CO2(г) + 2H2O(ж)
ΔНº х.р. = ΣΔНº прод. – ΣΔНº исх. в-в (с учетом стехиометрических коэффициентов)
ΔНº простых в-в при 25°С и 1 атм. = 0
ΔНº х.р. = (ΔНºƒ CO2(г) + 2ΔНºƒ H2O(ж)) – ΔНºƒ (CH4(г)
ΔНº х.р. =(–393,51) + 2 ∙ (–285,83) – (–74,85) = – 890,32 кДж/моль

Т.к. Q расчитан для воды (среда), кот. получает энергия, а ΔНº для реакции, кот. выделяет энергию, эти величины имеют противоположные знаки.
Q = – ΔНº ∙ n(CH4)
n(CH4) = – Q / ΔНº
m(CH4) = n ∙ М = – Q ∙ М / ΔНº = – 4,183 ∙ 16,04 /(– 890,32) = 0,07536 г