Разделы 
Дополнительно
Задача по химии - 4327
2025-04-28 
Вычислить теплотворную способность газа (в килоджоулях на $м^{3}$), состоящего из водорода (молярная доля 0,6) и метана (молярная доля 0,4).
Решение:
Искомая величина - количество теплоты $Q$ (в килоджоулях), которая выделится при сгорании 1 $м^{3}$ газа, измеренного при нормальных условиях. Составим термохимические уравнения реакций горения водорода и метана:
$H_{2(г)} + \frac{1}{2} O_{2(г)} + \Delta H^{0}_{1} = H_{2}O_{(ж)}$,
$CH_{4(г)} + 2O_{2(г)} + \Delta H^0_{2} = CO_{2(г)} + 2H_{2}O_{(ж)}$.
Подставим в термохимические уравнения вместо формул соединений числовые значения их энтальпий образования:
$\Delta H^{0}_{1} = -286$ кДж/моль,
$-75 + \Delta H^0_{2} = -394 + 2(-286)$, откуда $\Delta H^0_{2} = -891$ кДж/моль.
Таким образом, мы нашли молярные теплоты сгорания водорода ($\Delta H^{0}_{1}$) и метана ($\Delta H^{0}_{2}$).
Выразим объем газа в литрах: 1 $м^3 = 1000$ л, а молярный объем газа в литрах на моль: $V_{m} = 22,4$ л/моль. Тогда при сгорании $\frac{1000}{22,4} \cdot 0,6$ моль водорода выделится $\frac{1000}{22,4} \cdot 0,6 \cdot 286$ кДж энергии, а при сгорании $\frac{1000}{22,4} \cdot 0,4$ моль метана - $\frac{1000}{22,4} \cdot 0,4 \cdot 891$ кДж энергии. Следовательно,
$Q = \frac{1000}{22,4} \cdot 0,6 \cdot 286 + \frac{1000}{22,4} \cdot 0,4 \cdot 891 = 23 570$ (кДж).
Ответ. Теплотворная способность газа равна примерно $236 \cdot 10^{2} кДж/м^{3}$.
Вычислить теплотворную способность газа (в килоджоулях на $м^{3}$), состоящего из водорода (молярная доля 0,6) и метана (молярная доля 0,4).
Решение:
Искомая величина - количество теплоты $Q$ (в килоджоулях), которая выделится при сгорании 1 $м^{3}$ газа, измеренного при нормальных условиях. Составим термохимические уравнения реакций горения водорода и метана:
$H_{2(г)} + \frac{1}{2} O_{2(г)} + \Delta H^{0}_{1} = H_{2}O_{(ж)}$,
$CH_{4(г)} + 2O_{2(г)} + \Delta H^0_{2} = CO_{2(г)} + 2H_{2}O_{(ж)}$.
Подставим в термохимические уравнения вместо формул соединений числовые значения их энтальпий образования:
$\Delta H^{0}_{1} = -286$ кДж/моль,
$-75 + \Delta H^0_{2} = -394 + 2(-286)$, откуда $\Delta H^0_{2} = -891$ кДж/моль.
Таким образом, мы нашли молярные теплоты сгорания водорода ($\Delta H^{0}_{1}$) и метана ($\Delta H^{0}_{2}$).
Выразим объем газа в литрах: 1 $м^3 = 1000$ л, а молярный объем газа в литрах на моль: $V_{m} = 22,4$ л/моль. Тогда при сгорании $\frac{1000}{22,4} \cdot 0,6$ моль водорода выделится $\frac{1000}{22,4} \cdot 0,6 \cdot 286$ кДж энергии, а при сгорании $\frac{1000}{22,4} \cdot 0,4$ моль метана - $\frac{1000}{22,4} \cdot 0,4 \cdot 891$ кДж энергии. Следовательно,
$Q = \frac{1000}{22,4} \cdot 0,6 \cdot 286 + \frac{1000}{22,4} \cdot 0,4 \cdot 891 = 23 570$ (кДж).
Ответ. Теплотворная способность газа равна примерно $236 \cdot 10^{2} кДж/м^{3}$.
