Рассчитайте количество теплоты, выделившееся при сжигании навески мочевины, если продукты ее сгорания создают при температуре 100 °С в литровом сосуде давление равное 3.5 атм, теплота сгорания мочевины составляет 632 кДж/моль.
More Questions From This User See All
Answers & Comments
Verified answer
CO(NH₂)₂ + 3/2 O₂ = CO₂ + N₂ + 2 H₂O + QQ = 632 кДж/моль.
Будем считать, что сжигание происходит в чистом кислороде, причем строго в стехиометрическом отношении. Будем также считать, что получившаяся вода в жидком, а не газообразном состоянии (поскольку температура равна 100 С, а давление выше атмосферного). Растворимостью газов в воде пренебрежем.
Объем сосуда оставался неизменным - 1 л.
Количества вещества газообразных реагентов и продуктов реакции соотносятся между собой как 3/2 : 2 или 3:4.
Давление p₂ = 3,5 атм после реакции создают 4 объема газов.
Тогда 3 объема газов до реакции создавали давление p₁, равное 3/4 от 3,5 атм:
p₁=3.5*3/4 = 3.5*0.75 = 2,625 атм.
Это давление создавалось кислородом. Найдем количество вещества кислорода из уравнения Менделеева-Клапейрона:
pV = nRT
n = pV/(RT) = 2.625 атм * 101325 Па/атм *1 дм³ /(8,31 Дж/(К*моль)*(100+273)К) = 266*10³ Па * 1 (10⁻¹ м)³ / (8,31 Дж/моль *373) =
= 266*10³ Па * 10⁻³ м³ / (3100 Дж/моль) = 266 Па*м³ / 3100 Дж/моль =
= 0,0858 (Н/м²)*м³ / (Н*м/моль) = 0,0858 Н*м / (Н*м/моль) =
0,0858 моль
Возвращаемся к уравнению сгорания. Как видно, при сгорании 1 моль мочевины расходуется 3/2 моль кислорода и выделяется 632 кДж теплоты. При расходовании 0,0858 моль кислорода выделится х кДж:
CO(NH₂)₂ + 3/2 O₂ = CO₂ + N₂ + 2 H₂O + Q
3/2 моль 632 кДж
0,0858 моль х кДж
х = 0,0858 * 632 / (3/2) = 0,0858*632 / 1,5 = 36,1 кДж
Ответ: 36,1 кДж