4.Составьте термохимическое уравнение реакций горения этилена, если известно, что тепловой эффект реакции...

1) Термохимическое уравнение реакции горения этилена: C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O ΔH = -1410,97 кДж

а) Для 5 моль этилена (C2H4): Молярная масса C2H4 = 212 + 4 = 28 г/моль Теплота, выделяемая при горении 1 моль этилена = -1410,97 кДж/2 = -705,485 кДж Теплота, выделяемая при горении 5 моль этилена = 5(-705,485) = -3527,425 кДж

б) Для 140 г этилена (C2H4): Количество молей этилена = 140 г / 28 г/моль = 5 моль Теплота, выделяемая при горении 140 г этилена = -3527,425 кДж

в) Для 112 л этилена (C2H4): Поскольку объем необходимо перевести в моль, используем идеальный газовый закон: V = nRT/P n = VP/RT = 1121/22,4 = 5 моль Теплота, выделяемая при горении 112 л этилена = -3527,425 кДж

2) Для выделения 352,74 кДж теплоты необходимо сжечь определенное количество кислорода. Для каждого моля этилена требуется 3 моля кислорода. Поэтому для 5 моль этилена потребуется 15 моль кислорода. Молярная масса O2 = 32 г/моль Масса кислорода, необходимая для выделения 352,74 кДж = (352,74 кДж / -1410,97 кДж)15 моль32 г/моль = 120 г Объем кислорода можно вычислить, зная, что 1 моль газа занимает при нормальных условиях 22,4 л: V = nRT/P = 158,31273/101,3 = 336 л

Итак, для выделения 352,74 кДж теплоты необходимо сжечь 120 г кислорода или 336 л кислорода.

Чтобы составить термохимическое уравнение реакции горения этилена ((C_2H_4)), нам нужно учитывать, что в процессе горения этилен реагирует с кислородом ((O_2)) и образует углекислый газ ((CO_2)) и воду ((H_2O)):

[ C_2H_4 + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 2H_2O ]

Из условия задачи известно, что тепловой эффект реакции составляет 1410,97 кДж на моль этилена. Это означает, что при полном сгорании 1 моль этилена выделяется 1410,97 кДж тепла.

Теперь ответим на вопросы:

1) Сколько теплоты выделится, если сгорает этилен:

а) Количеством вещества 5 моль:

Теплота, выделяемая при сгорании 5 моль этилена:

[ Q = 1410,97 \, \text{кДж/моль} \times 5 \, \text{моль} = 7054,85 \, \text{кДж} ]

б) Массой 140 г:

Молярная масса этилена ((C_2H_4)) равна:

[ M = 2 \times 12,01 + 4 \times 1,01 = 28,05 \, \text{г/моль} ]

Количество вещества этилена в 140 г:

[ n = \frac{140 \, \text{г}}{28,05 \, \text{г/моль}} \approx 4,99 \, \text{моль} ]

Теплота, выделяемая при сгорании 4,99 моль этилена:

[ Q = 1410,97 \, \text{кДж/моль} \times 4,99 \, \text{моль} \approx 7043,89 \, \text{кДж} ]

в) Объёмом 112 л:

При нормальных условиях (0°C, 1 атм) 1 моль идеального газа занимает объём 22,4 л. Следовательно, количество вещества этилена в 112 л:

[ n = \frac{112 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 5 \, \text{моль} ]

Теплота, выделяемая при сгорании 5 моль этилена:

[ Q = 1410,97 \, \text{кДж/моль} \times 5 \, \text{моль} = 7054,85 \, \text{кДж} ]

2) Сколько кислорода (по объёму и по массе) необходимо сжечь, чтобы выделилось 352,74 кДж теплоты?

Для этого сначала определим количество этилена, которое должно сгореть, чтобы выделилось 352,74 кДж теплоты:

Количество этилена ((n)), необходимое для выделения 352,74 кДж:

[ 352,74 \, \text{кДж} = 1410,97 \, \text{кДж/моль} \times n ]

[ n = \frac{352,74 \, \text{кДж}}{1410,97 \, \text{кДж/моль}} \approx 0,25 \, \text{моль} ]

Согласно уравнению реакции, для сгорания 1 моль этилена требуется 3 моль кислорода. Следовательно, для сгорания 0,25 моль этилена требуется:

[ 0,25 \times 3 = 0,75 \, \text{моль кислорода} ]

Теперь найдем массу и объём кислорода:

Молярная масса кислорода ((O_2)) равна (32,00 \, \text{г/моль}). Масса кислорода:

[ m = 0,75 \, \text{моль} \times 32,00 \, \text{г/моль} = 24,00 \, \text{г} ]

Объём кислорода при нормальных условиях:

[ V = 0,75 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 16,8 \, \text{л} ]

Таким образом, для выделения 352,74 кДж теплоты необходимо 24,00 г или 16,8 л кислорода.