Даны термохимические уравнения: o C + O2 = CO2 + 393 кДж o C + 1/2O2 = CO + 110 кДж o C + 2H2 = CH4 + 75 кДж o H2 + 1/2O2 = H2O + 286 кДж o O2 = 2O – 498 кДж Всероссийская олимпиада школьников. Химия. 2024‒2025 уч. г. Муниципальный этап. 9 класс 5 Используя минимально необходимое количество уравнений из этого списка, составьте термохимическое уравнение неполного сгорания метана, при котором образуется сажа (примем, что это – чистый углерод). Приведите сумму минимальных целочисленных коэффициентов в этом уравнении. Рассчитайте, сколько теплоты выделяется при неполном сгорании 1 моль метана. Ответ выразите в кДж и приведите в виде целого числа.

Для составления термохимического уравнения неполного сгорания метана, при котором образуется сажа (углерод), мы можем использовать уравнения:

1. C + O2 = CO2 + 393 кДж
2. C + 1/2O2 = CO + 110 кДж
3. C + 2H2 = CH4 + 75 кДж

Сначала составим уравнение полного сгорания метана (CH4): CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

Теперь добавим уравнение, в котором углерод образует сажу (углерод): C + O2 = CO2

Сложим эти уравнения, чтобы получить уравнение неполного сгорания метана: CH4 + 2O2 + C = CO2 + 2H2O + CO

Коэффициенты перед реагентами и продуктами в полученном уравнении:

1. CH4 - 1
2. O2 - 2
3. C - 1
4. CO2 - 1
5. H2O - 2
6. CO - 1

Сумма минимальных целочисленных коэффициентов равна 1 + 2 + 1 + 1 + 2 + 1 = 8

Теперь рассчитаем количество выделяющейся теплоты при неполном сгорании 1 моль метана: ΔH = ΔH(CH4) + 2ΔH(O2) + ΔH(C) - ΔH(CO2) - 2ΔH(H2O) - ΔH(CO) ΔH = 75 + 2286 + 393 - 0 - 2286 - 110 ΔH = 75 + 572 + 393 - 572 - 220 ΔH = 248 кДж

Ответ: При неполном сгорании 1 моль метана выделяется 248 кДж теплоты.