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 $\mathrm{\Delta }{H}^{\circ }$. 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 ($2C_2{H}_6$) в две молекулы метана ($2C{H}_4$), одну молекулу ацетилена ($C_2{H}_2$) и одну молекулу водорода ($H_2$). Для данной реакции мы можем записать уравнение получасовой теплоты:

$$2C_2{H}_6\to 2C{H}_4+C_2{H}_2+H_2$$

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.

$$\mathrm{\Delta }{H}^{\circ }=\sum n\mathrm{\Delta }{H}_{\text{продукты}}^{\circ }-\sum n\mathrm{\Delta }{H}_{\text{исходные вещества}}^{\circ }$$

Где $n$ - коэффициенты стехиометрического уравнения, а $\mathrm{\Delta }{H}_{\text{продукты}}^{\circ }$, $\mathrm{\Delta }{H}_{\text{исходные вещества}}^{\circ }$ - стандартные теплоты сгорания продуктов и исходных веществ соответственно.

Для данной реакции имеем:

$$\mathrm{\Delta }{H}^{\circ }=(2\cdot \mathrm{\Delta }{H}_{\text{CH4}}^{\circ }+\mathrm{\Delta }{H}_{\text{C2H2}}^{\circ }+\mathrm{\Delta }{H}_{\text{H2}}^{\circ })-(2\cdot \mathrm{\Delta }{H}_{\text{C2H6}}^{\circ })$$

Подставим известные значения теплот сгорания:

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

Теперь выполним расчет:

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

$$\mathrm{\Delta }{H}^{\circ }=3364.3\text{кДж/моль}-3120.0\text{кДж/моль}$$

$$\mathrm{\Delta }{H}^{\circ }=244.3\text{кДж/моль}$$

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.