Для решения этой задачи нам необходимо использовать термохимическое уравнение и некоторые основы химии, связанные с газами.
Шаг 1: Понимание термохимического уравнения
Термохимическое уравнение:
[ 2KNO_3(к) = 2KNO_2(к) + O_2(г) \quad -255 , \text{кДж} ]
Это уравнение показывает, что при разложении 2 моль нитрата калия (KNO₃) на 2 моль нитрита калия (KNO₂) и 1 моль кислорода (O₂) выделяется 255 кДж тепла. Знак минус указывает на то, что это экзотермическая реакция.
Шаг 2: Определение количества кислорода
При нормальных условиях (н.у., 0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем около 22,4 литра. Теперь мы можем определить, сколько моль кислорода содержится в 6,72 литра:
[ n = \frac{V}{V_m} ]
где:
- ( V ) = объем газа (6,72 л),
- ( V_m ) = молярный объем газа (22,4 л/моль).
Подставим значения:
[ n = \frac{6,72 , \text{л}}{22,4 , \text{л/моль}} \approx 0,3 , \text{моль} ]
Шаг 3: Вычисление количества теплоты
Теперь, зная, что при разложении 2 моль KNO₃ выделяется 255 кДж, мы можем определить, сколько тепла связано с образованием 0,3 моль O₂.
Сначала найдем, сколько тепла выделяется на 1 моль O₂:
Поскольку 2 моль KNO₃ дает 1 моль O₂ и выделяет 255 кДж, то на 1 моль O₂ выделяется:
[ \frac{255 , \text{кДж}}{1} = 255 , \text{кДж} ]
А для 0,3 моль O₂, количество теплоты, которое поглощается (или выделяется), будет:
[ Q = n \times 255 , \text{кДж} ]
где ( n = 0,3 ) моль:
[ Q = 0,3 , \text{моль} \times 255 , \text{кДж/моль} = 76,5 , \text{кДж} ]
Итог
Таким образом, количество теплоты, которое поглотится при получении кислорода объемом 6,72 л, составляет примерно 76,5 кДж.