а) Найти массу кислорода, необходимую для выделения 281,4 кДж теплоты.
Дано:
- Теплота сгорания 1 моль углерода: 402 кДж
- Масса кислорода, участвующего в реакции: моль углерода: 1 моль
- Теплота, которую нужно выделить: 281,4 кДж
Реакция: C + O2 → CO2
1. Найдем количество моль углерода, соответствующее 281,4 кДж:
Моли углерода = 281,4 кДж / 402 кДж/моль ≈ 0,7 моль
2. Количество моль кислорода, необходимое для реакции с 0,7 моль углерода (на 1 моль углерода требуется 1 моль O2):
Моли кислорода = 0,7 моль
3. Масса кислорода:
Масса кислорода = моли кислорода × молекулярная масса O2 (32 г/моль) = 0,7 моль × 32 г/моль = 22,4 г
Ответ: Масса кислорода, необходимая для выделения 281,4 кДж теплоты, составляет 22,4 г.
б) Найти количество теплоты, выделяющейся при сгорании 600 г углерода.
Дано:
- Масса углерода: 600 г
- Молекулярная масса углерода: 12 г/моль
1. Моли углерода:
Моли углерода = 600 г / 12 г/моль = 50 моль
2. Количество теплоты:
Теплота = моли углерода × теплота сгорания 1 моль углерода = 50 моль × 402 кДж/моль = 20100 кДж
Ответ: При сгорании 600 г углерода выделяется 20100 кДж теплоты.
в) Найти массу образовавшегося углекислого газа, если при этом выделилось 321,6 кДж теплоты.
Дано:
- Теплота сгорания 1 моль углерода: 402 кДж
- Масса углекислого газа: молекулярная масса CO2: 44 г/моль
- Теплота, выделившаяся: 321,6 кДж
1. Моли углерода:
Моли углерода = 321,6 кДж / 402 кДж/моль ≈ 0,8 моль
2. Масса CO2:
Масса CO2 = моли углерода × молекулярная масса CO2 = 0,8 моль × 44 г/моль = 35,2 г
Ответ: Масса образовавшегося углекислого газа составляет 35,2 г.
г) Найти количество теплоты, выделяющейся при сгорании 4 моль углерода.
Дано:
- Теплота сгорания 1 моль углерода: 402 кДж
1. Количество теплоты:
Теплота = 4 моль × 402 кДж/моль = 1608 кДж
Ответ: При сгорании 4 моль углерода выделяется 1608 кДж теплоты.
д) Найти количество теплоты, выделяющейся при расходовании 160 г кислорода.
Дано:
- Масса кислорода: 160 г
- Молекулярная масса O2: 32 г/моль
1. Моли кислорода:
Моли кислорода = 160 г / 32 г/моль = 5 моль
2. Количество теплоты (1 моль углерода сгорает с 1 моль O2):
Теплота = 5 моль × 402 кДж/моль = 2010 кДж
Ответ: При расходовании 160 г кислорода выделяется 2010 кДж теплоты.
е) Найти массу углерода, при сгорании которого выделяется 2412 кДж теплоты.
Дано:
- Теплота сгорания 1 моль углерода: 402 кДж
- Теплота, которую нужно выделить: 2412 кДж
1. Моли углерода:
Моли углерода = 2412 кДж / 402 кДж/моль ≈ 6 моль
2. Масса углерода:
Масса углерода = моли углерода × молекулярная масса углерода = 6 моль × 12 г/моль = 72 г
Ответ: Масса углерода, при сгорании которого выделяется 2412 кДж теплоты, составляет 72 г.