а) Количество теплоты, выделяющейся при сгорании 1 кг метана
Дано:
- Молекулярная масса метана (CH4) = 16 г/моль
- Масса метана = 1 кг = 1000 г
- Теплота сгорания 1 моль метана = 880 кДж
Найти:
- Количество теплоты при сгорании 1000 г метана
Решение:
1. Моли метана = масса метана / молекулярная масса метана
= 1000 г / 16 г/моль
= 62.5 моль
2. Количество теплоты = моли метана × теплота сгорания 1 моль метана
= 62.5 моль × 880 кДж/моль
= 55000 кДж
Ответ:
Количество теплоты, выделяющейся при сгорании 1 кг метана, составляет 55000 кДж.
б) Количество теплоты, выделяющейся при сгорании 10 моль метана
Дано:
- Теплота сгорания 1 моль метана = 880 кДж
- Количество метана = 10 моль
Найти:
- Количество теплоты при сгорании 10 моль метана
Решение:
1. Количество теплоты = моли метана × теплота сгорания 1 моль метана
= 10 моль × 880 кДж/моль
= 8800 кДж
Ответ:
Количество теплоты, выделяющейся при сгорании 10 моль метана, составляет 8800 кДж.
в) Количество вещества оксида углерода (IV), образующееся при выделении 528 кДж теплоты
Дано:
- Теплота сгорания 1 моль метана = 880 кДж
- Количество теплоты = 528 кДж
- Продукты сгорания: 1 моль CH4 образует 1 моль CO2
Найти:
- Моли CO2, образующиеся при выделении 528 кДж
Решение:
1. Моли метана, нужные для выделения 528 кДж = 528 кДж / 880 кДж/моль
= 0.6 моль
2. Моли CO2 = моли метана = 0.6 моль
Ответ:
Количество вещества оксида углерода (IV), образующееся при выделении 528 кДж теплоты, составляет 0.6 моль.
г) Масса воды, образовавшейся при выделении 6160 кДж энергии
Дано:
- Теплота сгорания 1 моль метана = 880 кДж
- Образуется 2 моль H2O на 1 моль CH4
- Молекулярная масса H2O = 18 г/моль
- Количество теплоты = 6160 кДж
Найти:
- Масса H2O, образовавшаяся при выделении 6160 кДж
Решение:
1. Моли метана, нужные для выделения 6160 кДж = 6160 кДж / 880 кДж/моль
= 7 моль
2. Моли H2O = 2 × моли метана = 2 × 7 моль = 14 моль
3. Масса H2O = моли H2O × молекулярная масса H2O
= 14 моль × 18 г/моль
= 252 г
Ответ:
Масса воды, образовавшейся при выделении 6160 кДж энергии, составляет 252 г.
д) Масса природного газа, при сжигании которого выделяется 2640 кДж теплоты
Дано:
- Теплота сгорания 1 моль метана = 880 кДж
- Количество теплоты = 2640 кДж
Найти:
- Масса метана, при сжигании которого выделяется 2640 кДж
Решение:
1. Моли метана, нужные для выделения 2640 кДж = 2640 кДж / 880 кДж/моль
= 3 моль
2. Масса метана = моли метана × молекулярная масса метана
= 3 моль × 16 г/моль
= 48 г
Ответ:
Масса природного газа, при сжигании которого выделяется 2640 кДж теплоты, составляет 48 г.
е) Количество теплоты, выделяющейся при использовании 160 г кислорода
Дано:
- Молекулярная масса O2 = 32 г/моль
- Количество кислорода = 160 г
- Теплота сгорания 1 моль метана = 880 кДж
- На 1 моль метана требуется 2 моль O2
Найти:
- Количество теплоты при использовании 160 г кислорода
Решение:
1. Моли кислорода = масса кислорода / молекулярная масса O2
= 160 г / 32 г/моль
= 5 моль
2. Моли метана, которые могут сгореть с 5 моль O2 = 5 моль O2 / 2
= 2.5 моль CH4
3. Количество теплоты = моли метана × теплота сгорания 1 моль метана
= 2.5 моль × 880 кДж/моль
= 2200 кДж
Ответ:
Количество теплоты, выделяющейся при использовании 160 г кислорода, составляет 2200 кДж.