Какой объем газа водорода отмечается, когда его сжигают с образованием 89,3 кДж теплоты воды?

Чтобы найти объем газа водорода, который сжигается с образованием 89,3 кДж теплоты воды, мы можем использовать закон Гесса и известные значения теплоты образования газа водорода и теплоты образования воды из отдельных элементов.

Сначала воспользуемся химическим уравнением реакции горения водорода:

2H₂ + O₂ → 2H₂O

Согласно этому уравнению, каждые 2 молекулы водорода сжигаются с одной молекулой кислорода для образования 2 молекул воды.

Теплота образования газообразного водорода (ΔrxnH°) равна -286 кДж/моль. Это означает, что при образовании 1 моля водорода выделяется теплота в объеме 286 кДж.

Теплота образования воды (ΔrxnH°) равна -286 кДж/моль. Это означает, что при образовании 1 моля воды выделяется теплота в объеме 286 кДж.

Изначально нам известна теплота образования воды (-89,3 кДж) при сжигании водорода.

Чтобы найти сколько молей водорода было сжжено, мы можем использовать соотношение теплоты образования газообразного водорода и воды:

\[-286\,кДж/моль\,H₂ : -89,3\,кДж/мол\,Н₂О\]

\[x : 89,3\,кДж/мол\,H₂О\]

\[x = \frac{{(-89,3\,кДж/мол\,H₂О) \times 1\,моль\,H₂}}{{-286\,кДж/моль\,H₂}}\]

Подставим числа и произведем вычисления:

\[x = \frac{{-89,3}}{{-286}} = 0,312\,моль\,H₂\]

Теперь, чтобы найти объем газа водорода, мы можем использовать уравнение идеального газа:

\[PV = nRT\]

где:
P - давление (предположим, что давление равно 1 атмосфере)
V - искомый объем газа
n - количество молей водорода (0,312 моль)
R - универсальная газовая постоянная (0,0821 атм * л / моль * К)
T - температура (предположим, что она равна комнатной температуре 25 °C, что равно 298 К)

Теперь мы можем выразить V:

\[V = \frac{{nRT}}{{P}}\]

Подставим значения и произведем вычисления:

\[V = \frac{{0,312\,моль \times 0,0821\,атм \times л/моль \times К \times 298\,К}}{{1\,атм}}\]

После вычислений получим:

\[V \approx 7,61\,л\]

Таким образом, объем газа водорода, который сжигается с образованием 89,3 кДж теплоты воды, равен примерно 7,61 литра.