Давайте поэтапно решим каждый из пунктов, используя термохимическое уравнение:
C6H12O6(тв) + 6O2(г) = 6CO2(газ) + 6H2O(ж) + 2600 кДж
Это уравнение показывает, что при сгорании 1 моля глюкозы выделяется 2600 кДж энергии.
- Определение массы глюкозы, которую необходимо сжечь для получения 1355 кДж энергии:
Для начала мы найдем, сколько моль глюкозы необходимо сжечь, чтобы получить 1355 кДж энергии:
- 1 моль глюкозы дает 2600 кДж.
- 1355 кДж соответствует количеству моль глюкозы, равному:
- n = 1355 кДж / 2600 кДж/моль = 0,521 моль.
Теперь найдем массу глюкозы:
- Молярная масса глюкозы (C6H12O6) = 6*12 + 12*1 + 6*16 = 180 г/моль.
- Масса глюкозы = n * молярная масса = 0,521 моль * 180 г/моль = 93,78 г.
- Определение количества теплоты, выделяющейся при образовании 44 г углекислого газа:
Сначала найдем, сколько моль углекислого газа (CO2) содержится в 44 г:
- Молярная масса CO2 = 12 + 2*16 = 44 г/моль.
- n(CO2) = 44 г / 44 г/моль = 1 моль.
Согласно уравнению, при образовании 1 моль CO2 выделяется 2600 кДж/6 = 433,33 кДж тепла.
- Определение объема углекислого газа, образующегося при получении 5340 кДж теплоты:
Сначала найдем, сколько моль глюкозы необходимо сжечь для получения 5340 кДж:
- n = 5340 кДж / 2600 кДж/моль = 2,054 моль глюкозы.
- При сгорании 1 моль глюкозы образуется 6 моль CO2, следовательно, 2,054 моль глюкозы образует:
- n(CO2) = 2,054 моль * 6 = 12,324 моль CO2.
Теперь найдем объем CO2 при нормальных условиях (1 моль газа занимает 22,4 л):
- Объем CO2 = n(CO2) * 22,4 л/моль = 12,324 моль * 22,4 л/моль = 276,5 л.
- Определение количества теплоты, выделившейся при расходовании 20 моль кислорода:
Согласно уравнению, на 6 моль O2 выделяется 2600 кДж. Поэтому:
- Количество теплоты на 1 моль O2 = 2600 кДж / 6 моль = 433,33 кДж/моль.
- Для 20 моль O2 выделится: Q = 20 моль * 433,33 кДж/моль = 8666,6 кДж.
Таким образом, мы получили ответы на все пункты задачи, используя термохимическое уравнение и основы вычислений в химии.