Задание
В результате реакции, термохимическое уравнение которой
2CH3Cl(г) + 2Na(тв.) = C2H6(г) + 2NaCl(тв.) + 763 кДж,
выделилось 381,5 кДж теплоты. Вычислите объём (н.у.) хлорметана, вступившего в реакцию.
Решение
Для вычисления объема хлорметана, вступившего в реакцию, необходимо знать количество выделенной теплоты и энергетическую эквивалентность реакции.
В данном термохимическом уравнении указано, что в результате реакции между хлорметаном и натрием образуется этан и натриевый хлорид, при этом выделяется 763 кДж теплоты.
Так как в термохимическом уравнении указано, что в реакции участвует 2 моль хлорметана, и выделено 763 кДж теплоты, то энергетическая эквивалентность реакции будет:
763 кДж / 2 моль = 381,5 кДж/моль.
Мы знаем, что объем хлорметана, вступившего в реакцию, измеряется в нормальных условиях (н.у.).
Для вычисления объема используем уравнение состояния идеального газа:
V = n * Vm,
где V — объем в литрах, n — количество вещества в молях, Vm — молярный объем (для н.у. Vm = 22,4 л/моль).
Рассчитаем количество вещества хлорметана, вступившего в реакцию, используя энергетическую эквивалентность:
381,5 кДж / 381,5 кДж/моль = 1 моль
Таким образом, количество вещества хлорметана, вступившего в реакцию, составляет 1 моль.
Теперь можем рассчитать объем хлорметана в нормальных условиях:
V = n * Vm = 1 моль * 22,4 л/моль = 22,4 л.
Таким образом, объем хлорметана, вступившего в реакцию, равен 22,4 л (н.у.).