Стандартная энтальпия сгорания метана (CH4) — это количество тепла, которое выделяется при полном сгорании одного моля метана в кислороде до углекислого газа (CO2) и воды (H2O). Давайте разберем процесс сгорания метана и как мы можем определить тепловой эффект этой реакции.
Реакция сгорания метана можно записать следующим образом:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
Теперь давайте рассмотрим шаги, необходимые для определения стандартной энтальпии сгорания:
- Запишите уравнение реакции: Мы уже записали уравнение сгорания метана. Важно, чтобы оно было сбалансировано, то есть количество атомов каждого элемента было одинаковым с обеих сторон реакции.
- Определите стандартные энтальпии образования: Для расчета теплового эффекта реакции нам нужно знать стандартные энтальпии образования всех реагентов и продуктов. Эти значения можно найти в таблицах термодинамических данных. Например:
- Энтальпия образования CH4: -74.8 кДж/моль
- Энтальпия образования O2: 0 кДж/моль (это элемент в стандартном состоянии)
- Энтальпия образования CO2: -393.5 кДж/моль
- Энтальпия образования H2O: -241.8 кДж/моль (для жидкой воды)
- Подсчитайте энтальпию реакции: Используя формулу для расчета энтальпии реакции, мы можем записать это как:
ΔH = Σ(энтальпии образования продуктов) - Σ(энтальпии образования реагентов)
- Подставьте значения: Подставим значения в формулу:
- Продукты: CO2 + 2 H2O → -393.5 + 2*(-241.8) = -393.5 - 483.6 = -877.1 кДж/моль
- Реагенты: CH4 + 2 O2 → -74.8 + 0 = -74.8 кДж/моль
Теперь подставим эти значения в формулу:
ΔH = -877.1 - (-74.8) = -877.1 + 74.8 = -802.3 кДж/моль
Таким образом, стандартная энтальпия сгорания метана составляет примерно -802.3 кДж/моль. Это означает, что при сгорании одного моля метана выделяется 802.3 кДж тепла.