По термохимическому уравнению 2KNO3(к) = 2KNO2(к) + O2(г) - 255 кДж вычислите количество теплоты, которая поглотится при получении кислорода (н.у.) объемом 6,72 л.
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.
