Дано:
Масса водорода (H2) = 8 г.
Теплота сгорания водорода = 1144 кДж.
Теплота сгорания метана (CH4) = 802 кДж/моль.
Общая масса смеси = 24 г.
Химическое количество H2 в 4 раза больше, чем химическое количество CH4.
Найти:
Количество теплоты, выделяющееся при сгорании 24 г смеси водорода и метана.
Решение:
1. Определим молекулярные массы:
Молекулярная масса водорода (H2) = 2 г/моль.
Молекулярная масса метана (CH4) = 16 г/моль.
2. Обозначим химическое количество метана как х моль. Тогда химическое количество водорода будет равно 4х моль.
3. Рассчитаем массу водорода и метана:
Масса водорода = 4х * 2 г/моль = 8х г.
Масса метана = х * 16 г/моль = 16х г.
4. Составим уравнение для общей массы смеси:
8х + 16х = 24 г.
24х = 24 г.
х = 1 моль (количество метана).
5. Теперь рассчитаем количество водорода:
Количество водорода = 4х = 4 моль.
6. Рассчитаем массу водорода и метана:
Масса водорода = 4 моль * 2 г/моль = 8 г.
Масса метана = 1 моль * 16 г/моль = 16 г.
7. Количество теплоты от сгорания:
Теплота от сгорания водорода = 4 моль * 1144 кДж/моль = 4576 кДж.
Теплота от сгорания метана = 1 моль * 802 кДж = 802 кДж.
8. Общая теплота, выделяющаяся при сгорании смеси:
Общая теплота = Теплота от сгорания водорода + Теплота от сгорания метана.
Общая теплота = 4576 кДж + 802 кДж = 5378 кДж.
Ответ:
При сгорании 24 г смеси водорода и метана выделится 5378 кДж теплоты.