Question

4.При сгорании 1 литра бутана (н. у.) выделилось 119 кДж теплоты. Чему равен тепловой эффект реакции: 2C 2 H 4 + 13O 2 → 8CO 2 + 10H 2 O + Q?

Answer 1

Для решения данной задачи нам потребуется использовать закон Гесса, который утверждает, что тепловой эффект реакции не зависит от пути её протекания.

Для начала, нам необходимо найти тепловой эффект реакции сгорания 1 моля бутана в нормальных условиях. Для этого мы можем использовать стандартную энтальпию сгорания бутана, которая равна -2870 кДж/моль. Также, нам известно, что при сгорании 1 литра бутана выделилось 119 кДж теплоты.

Чтобы найти тепловой эффект реакции указанной вопросе, мы должны применить известную нам реакцию и сравнить её с реакцией сгорания бутана.

Сначала мы должны сделать указанную реакцию сбалансированной:
2C2H4 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O + Q

Теперь мы можем сравнить данную реакцию с реакцией сгорания бутана.

Реакция сгорания бутана: C4H10 + 13/2O2 → 4CO2 + 5H2O

Мы видим, что в реакции сгорания бутана в образовании веществ участвует только один молекулярный образец, в то время как в указанной реакции их участвует 2 молекулярных образца этилена (C2H4). Следовательно, чтобы сравнить эти две реакции, нам необходимо сравнять коэффициенты перед этиленом. Для этого умножим реакцию сгорания бутана на 2:
2(C4H10 + 13/2O2 → 4CO2 + 5H2O)

Теперь, когда у нас есть сравнимое значение для этилена, мы можем сравнить две реакции:
2(C4H10 + 13/2O2 → 4CO2 + 5H2O) + 13/2*2(C2H4 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O + Q) = Q

Нас интересует Q, тепловой эффект указанной реакции, поэтому мы можем переписать уравнение, избавившись от известных значений реакции сгорания бутана:
2(-2870 кДж/моль) + 13/2*2(C2H4 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O + Q) = Q

Теперь мы можем решить это уравнение, чтобы найти значение Q:

-5740 кДж + 13/2(119 кДж) = Q

-5740 кДж + 777.5 кДж = Q

Q = -4962.5 кДж

Таким образом, тепловой эффект данной реакции (2C2H4 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O + Q) составляет -4962.5 кДж.