Дано:
- Масса пероксида водорода ( m = 4,08, \text{г} )
- Выделившийся тепловой эффект ( Q_{общ} = 5,832, \text{кДж} )
- Теплота, выделившаяся при образовании кислорода ( Q_{O_2} = 9,72, \text{кДж} )
Заметим, что при разложении пероксида водорода происходит выделение тепла, связанное с этим процессом, и часть тепла связана с образованием кислорода. Нас интересует объем кислорода, полученного при этом.
Шаг 1. Найдем количество вещества пероксида водорода
Молярная масса ( H_2O_2 = 2 \times 1 + 2 \times 16 = 34, \text{г/моль} )
Количество вещества:
[
n_{H_2O_2} = \frac{m}{M} = \frac{4,08}{34} \approx 0,12, \text{моль}
]
Шаг 2. Записать уравнение разложения
[
\text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{O}
]
Но по стехиометрии реакции:
[
2, \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2, \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2
]
То есть, из 2 молей пероксида водорода получается 1 моль кислорода.
Следовательно, количество кислорода, полученного из 0,12 моль H₂O₂, равно:
[
n_{O_2} = \frac{1}{2} \times n_{H_2O_2} = \frac{1}{2} \times 0,12 = 0,06, \text{моль}
]
Шаг 3. Определим теплоту, выделенную на образование кислорода
Из условия известно, что тепловой эффект при образовании кислорода составляет 9,72 кДж.
Поскольку из 0,12 моль H₂O₂ выделяется ( Q_{общ} = 5,832, \text{кДж} ), то тепловой эффект, связанный именно с образованием кислорода, пропорционален количеству кислорода, то есть:
[
Q_{O_2} = \text{теплота, связанная с образованием } O_2
]
В условии указано, что при образовании кислорода выделяется 9,72 кДж — это, скорее всего, тепловой эффект, связанный с 0,06 моль ( O_2 ).
Шаг 4. Вычислим объем кислорода
Объем одного моля газа при н.у. (нормальных условиях — температура 0°C и давление 1 атм) равен 22,4 л.
Объем кислорода:
[
V_{O_2} = n_{O_2} \times 22,4, \text{л} = 0,06 \times 22,4 = 1,344, \text{л}
]
Итог: объем кислорода равен 1,34 литра (с учетом точности до сотых).
Ответ: (\boxed{1,34}) литра
