Какова масса (в граммах) метана, которая должна быть сожжена, чтобы выделить 1335 кДж теплоты? Процесс сжигания метана

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать данные из термохимического уравнения сгорания метана.

В термохимическом уравнении указан соответствующий баланс химических веществ, и для решения задачи нам понадобятся стандартные энтальпии реакций. Стандартная энтальпия реакции - это количество теплоты (измеряемое в джоулях или килоджоулях), выделяющееся или поглощающееся при проведении реакции с молярными количествами веществ, указанными в уравнении реакции.

Посмотрим на уравнение сгорания метана:
CH4 (г) + 2O2 (г) = CO2 (г) + 2H2O

Из этого уравнения мы видим, что при сгорании одной молекулы метана образуется одна молекула диоксида углерода (CO2) и две молекулы воды (H2O).

Теперь вводим понятие стандартной энтальпии реакции. Обозначим ее символом ΔH.

ΔH для данной реакции равна -802 кДж/моль. Знак "минус" указывает на то, что при сгорании метана выделяется энергия в виде теплоты.

Дано, что нам нужно выделить 1335 кДж теплоты. Мы можем использовать это значение совместно с ΔH для решения задачи.

Теплота сгорания можно рассчитать с помощью следующей формулы:

Теплота сгорания = ΔH * количество молей

Чтобы найти количество молей, нам нужно разделить значение выделяемой теплоты на ΔH.

Количество молей = выделенная теплота / ΔH

Теперь подставим значения в формулу:

Количество молей = 1335 кДж / (-802 кДж/моль)

Количество молей = -1,664 моль

Обратите внимание, что полученное количество молей отрицательное. Это говорит о том, что реакция является экзотермической (выделяет теплоту) и происходит спонтанно.

Теперь мы можем рассчитать массу метана, используя полученное количество молей и молярную массу метана.

Молярная масса метана (CH4) равна около 16 г/моль.

Масса метана = количество молей * молярная масса

Масса метана = -1,664 моль * 16 г/моль

Масса метана ≈ -26,624 г

Ответ: Масса метана, которая должна быть сожжена, чтобы выделить 1335 кДж теплоты, примерно равна -26,624 г.