Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение реакции разложения воды:
2H2O -> 2H2 + O2
Это означает, что 2 молекулы воды разлагаются на 2 молекулы водорода и 1 молекулу кислорода.
Молярная масса воды (H2O) равна 18 г/моль. Это означает, что в 9 г воды содержится примерно 0,5 моль (9 г / 18 г/моль = 0,5 моль).
Теперь мы можем использовать две формулы, чтобы рассчитать количество энергии, затраченное на разложение воды.
1. Формула для расчета количества теплоты (Q), связанной с химической реакцией:
Q = n * ΔH
где n - количество молей вещества, подвергающегося реакции, ΔH - энтальпия реакции.
2. Формула для расчета количества работы (W), совершенной при разложении вещества:
W = -P * ΔV
где P - давление, ΔV - изменение объема газа.
Давайте сначала рассчитаем количество теплоты (Q), затраченное на разложение 0,5 моль воды.
В стандартных условиях, ΔH разложения воды равна 285,8 кДж/моль. Подставим значения:
Q = 0,5 моль * 285,8 кДж/моль = 142,9 кДж.
Теперь, чтобы рассчитать количество работы (W), выполненной при разложении воды, нам необходимо знать давление и изменение объема газа.
В стандартных условиях, давление равно 1 атмосфере, а объем одного моля идеального газа в стандартных условиях равен 22,4 литра.
Поскольку в результате разложения 0,5 моль воды получается 1 моль кислорода и 2 моль водорода, мы можем вычислить изменение объема газа:
ΔV = (1 моль + 2 моля) * 22,4 л/моль = 67,2 л.
Теперь подставим значения в формулу работы:
W = -1 атм * 67,2 л = -67,2 атм*л.
Таким образом, энергия, затраченная на разложение 9 г воды на водород и кислород в стандартных условиях, составляет 142,9 кДж и выполняется работа в объеме -67,2 атм*л.
теплота образования одного моля воды 286 кДж столько же выделится и при разложении