Сколько теплоты выделилось при сгорании метана (СН4), если израсходовано 16грамм кислорода. CH4+2O2=CO2+H2O+892кДж

Для решения задачи необходимо определить, сколько теплоты выделилось при сгорании метана, если израсходовано 16 граммов кислорода. Разберем решение пошагово.

1. Уравнение реакции

Уравнение реакции сгорания метана дано в условии:

[ \text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} + 892 \, \text{кДж}. ]

Из уравнения видно, что при полном сгорании 1 моль метана (CH₄) с участием 2 моль кислорода (O₂) выделяется 892 кДж теплоты.

2. Молярные массы веществ

Рассчитаем молярные массы участвующих веществ:

• CH₄: ( 12 + 4 \times 1 = 16 \, \text{г/моль} ),
• O₂: ( 2 \times 16 = 32 \, \text{г/моль} ).

3. Определим количество вещества кислорода

Имеется 16 граммов кислорода. Рассчитаем, сколько это моль: [ \nu(\text{O}_2) = \frac{m(\text{O}_2)}{M(\text{O}_2)} = \frac{16}{32} = 0{,}5 \, \text{моль}. ]

4. Соотношение веществ в реакции

Из уравнения реакции видно, что 2 моль кислорода реагируют с 1 моль метана. Следовательно, количество метана, участвующего в реакции, будет пропорционально количеству кислорода: [ \nu(\text{CH}_4) = \frac{\nu(\text{O}_2)}{2} = \frac{0{,}5}{2} = 0{,}25 \, \text{моль}. ]

5. Теплота, выделившаяся в реакции

Так как при сгорании 1 моль метана выделяется 892 кДж теплоты, то при сгорании 0,25 моль метана выделится: [ Q = \nu(\text{CH}_4) \cdot 892 = 0{,}25 \cdot 892 = 223 \, \text{кДж}. ]

Ответ

При сгорании метана с израсходованием 16 граммов кислорода выделилось 223 кДж теплоты.

Чтобы определить, сколько теплоты выделилось при сгорании метана (CH₄) с использованием 16 г кислорода (O₂), сначала необходимо проанализировать уравнение реакции:

[ \text{CH}_4 + 2 \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2 \text{H}_2\text{O} + 892 \text{ кДж} ]

Уравнение показывает, что на сгорание одного моля метана (16 г) требуется 2 моля кислорода и выделяется 892 кДж теплоты.

1. Найдем количество моль кислорода, которое соответствует 16 г:

Молярная масса кислорода (O₂) составляет: [ \text{М(O}_2\text{)} = 16 \, \text{г/моль} \times 2 = 32 \, \text{г/моль} ]

Теперь вычислим количество моль кислорода в 16 г: [ n(\text{O}_2) = \frac{m}{M} = \frac{16 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 0.5 \, \text{моль} ]

1. Определим, сколько метана сгорит с использованием 0.5 моль кислорода:

Согласно уравнению реакции, для сгорания одного моля метана требуется 2 моля кислорода. Следовательно, 0.5 моль кислорода соответствует: [ n(\text{CH}_4) = \frac{0.5 \, \text{моль}}{2} = 0.25 \, \text{моль} ]

1. Теперь определим, сколько теплоты выделится при сгорании 0.25 моль метана:

Согласно уравнению, при сгорании 1 моль метана выделяется 892 кДж теплоты. Следовательно, при сгорании 0.25 моль метана выделится: [ Q = 0.25 \, \text{моль} \times 892 \, \text{кДж/моль} = 223 \, \text{кДж} ]

Таким образом, при сгорании 16 г кислорода выделилось 223 кДж теплоты.

Согласно уравнению реакции, для сгорания 1 моля метана (16 г) требуется 2 моля кислорода (32 г). Если израсходовано 16 г кислорода, то это соответствует 0,5 моль (16 г / 32 г/моль).

При сгорании 1 моль метана выделяется 892 кДж, значит, при сгорании 0,5 моль кислорода (что соответствует 0,25 моль метана) выделится:

0,25 моль * 892 кДж/моль = 223 кДж.

Таким образом, при сгорании 16 грамм кислорода выделилось 223 кДж тепла.