Какова стандартная теплота реакции дегидрирования этана (2С2H6 = 2CH4 + C2H2 + H2), происходящей в газовой фазе?

Спасибо за ваш вопрос! Для решения данной задачи нам понадобится использовать понятие стандартной теплоты реакции \( \Delta H^\circ \). Эта величина определяет количество теплоты, поглощаемое или выделяющееся во время химической реакции при стандартных условиях (температура 25°C и давление 1 атмосфера).

Для нахождения стандартной теплоты реакции дегидрирования этана, мы можем использовать известные значения теплот сгорания каждого вещества.

В данной реакции происходит превращение двух молекул этана (\(2C_2H_6\)) в две молекулы метана (\(2CH_4\)), одну молекулу ацетилена (\(C_2H_2\)) и одну молекулу водорода (\(H_2\)). Для данной реакции мы можем записать уравнение получасовой теплоты:

\[2C_2H_6 \rightarrow 2CH_4 + C_2H_2 + H_2\]

Уравнение реакции необходимо сбалансировать, чтобы количество атомов каждого элемента в реакциях было равным количеству этих атомов в продуктах. Но в данном случае у нас уже сбалансированное уравнение реакции, поэтому мы можем продолжить с расчетом стандартной теплоты реакции.

Стандартная теплота реакции рассчитывается суммированием стандартных теплот сгорания каждого продукта и вычитанием суммы стандартных теплот сгорания каждого исходного вещества, умноженных на их коэффициенты стехиометрического уравнения.

\[\Delta H^\circ = \sum n \Delta H^\circ_{\text{продукты}} - \sum n \Delta H^\circ_{\text{исходные вещества}}\]

Где \( n \) - коэффициенты стехиометрического уравнения, а \( \Delta H^\circ_{\text{продукты}} \), \( \Delta H^\circ_{\text{исходные вещества}} \) - стандартные теплоты сгорания продуктов и исходных веществ соответственно.

Для данной реакции имеем:

\[
\Delta H^\circ = (2 \cdot \Delta H^\circ_{\text{CH4}} + \Delta H^\circ_{\text{C2H2}} + \Delta H^\circ_{\text{H2}}) - (2 \cdot \Delta H^\circ_{\text{C2H6}})
\]

Подставим известные значения теплот сгорания:

\[
\Delta H^\circ = (2 \cdot 890.2 \, \text{кДж/моль} + 1299.0 \, \text{кДж/моль} + 285.9 \, \text{кДж/моль}) - (2 \cdot 1560 \, \text{кДж/моль})
\]

Теперь выполним расчет:

\[
\Delta H^\circ = (1780.4 \, \text{кДж/моль} + 1299.0 \, \text{кДж/моль} + 285.9 \, \text{кДж/моль}) - (3120.0 \, \text{кДж/моль})
\]

\[
\Delta H^\circ = 3364.3 \, \text{кДж/моль} - 3120.0 \, \text{кДж/моль}
\]

\[
\Delta H^\circ = 244.3 \, \text{кДж/моль}
\]

Таким образом, стандартная теплота реакции дегидрирования этана в газовой фазе равна 244.3 кДж/моль.

Ошибки, если есть, являются человеческими и могут быть исправлены, но я полагаю, что результат верный.