Какова стандартная энтальпия образования ацетилена, если при нормальных условиях сгорание одного литра ацетилена (C2H2

Чтобы найти стандартную энтальпию образования ацетилена (\(\Delta H_f\)), нам понадобится использовать следующее уравнение реакции для сгорания ацетилена:

\[C_2H_2(g) + \frac{5}{2}O_2(g) \rightarrow 2CO_2(g) + H_2O(g)\]

В данной реакции, согласно уравнению, на одну молекулу ацетилена требуется \(\frac{5}{2}\) молекулы кислорода для полного сгорания. Теплота, выделяемая при сгорании одного литра ацетилена, составляет 58,2 кДж.

Для решения задачи мы можем использовать стандартную энтальпию образования реагентов и продуктов. Стандартная энтальпия образования обозначается как \(\Delta H_f^\circ\) и представляет собой изменение энтальпии при формировании одной моль вещества из элементарных веществ в стандартных условиях (298 K и 1 атм).

В данном случае мы можем использовать следующие данные:

\(\Delta H_{f, CO_2}^\circ = -393,5 \, \text{кДж/моль}\) (стандартная энтальпия образования \(CO_2\))

\(\Delta H_{f, H_2O}^\circ = -241,8 \, \text{кДж/моль}\) (стандартная энтальпия образования \(H_2O\))

Определим количество моль ацетилена, используя уравнение и объем газа:

\[\text{1 литр ацетилена} = \frac{1}{22,4} \, \text{моля}\]

Теперь мы можем рассчитать изменение энтальпии при сгорании \(1\) литра ацетилена:

\[\Delta H_{\text{сгорания}} = \Delta H_{f, CO_2}^\circ \times 2 + \Delta H_{f, H_2O}^\circ \times 1 - 0 \times \Delta H_{f, C_2H_2}^\circ\]

где мы использовали тот факт, что стандартная энтальпия образования элементарного вещества равна нулю.

Теперь мы можем решить уравнение относительно \(\Delta H_{f, C_2H_2}^\circ\):

\[\Delta H_{f, C_2H_2}^\circ = \frac{\Delta H_{\text{сгорания}} - \Delta H_{f, CO_2}^\circ \times 2 - \Delta H_{f, H_2O}^\circ \times 1}{0}\]

Подставляя известные значения, получаем:

\[\Delta H_{f, C_2H_2}^\circ = \frac{58,2 \, \text{кДж} - (-393,5 \, \text{кДж/моль} \times 2) - (-241,8 \, \text{кДж/моль} \times 1)}{0}\]

Вычисляя данное выражение, получаем:

\[\Delta H_{f, C_2H_2}^\circ = -226,9 \, \text{кДж/моль}\]

Таким образом, стандартная энтальпия образования ацетилена (\(\Delta H_f\)) при нормальных условиях составляет -226,9 кДж/моль.