Beobachten Sie die untenstehenden Daten, die bei 25 °C und 1 atm betrachtet werden: ΔH der Bildung von CO2 = -94,1 kcal; ΔH der Bildung von H2O = -68,3 kcal; ΔH der Bildung von Ethanol (C2H6O) = -66,1 kcal. Die Menge an Wärme (in kcal), die bei der vollständigen Verbrennung von 0,5 mol Ethanol (C2H6O) freigesetzt wird, beträgt:

Chemie

Um diese Frage zu lösen, müssen wir zuerst die ausgeglichene chemische Gleichung für die vollständige Verbrennung von Ethanol (C2H6O) aufschreiben. Die vollständige Verbrennung beinhaltet die Reaktion des Brennstoffs (Ethanol, in diesem Fall) mit Sauerstoff (O2), um Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) zu bilden.

Die ausgeglichene Gleichung für die Verbrennung von Ethanol lautet:

C2H6O + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O

Jetzt berechnen wir die Enthalpieänderung (ΔH) für die Reaktion unter Verwendung der im Text gegebenen Bildungsenthalpien. Die Enthalpieänderung für eine Reaktion kann durch die Differenz zwischen der Summe der Bildungsenthalpien der Produkte und der Summe der Bildungsenthalpien der Reaktanten berechnet werden.

ΔH = [ΔH(Projekte) - ΔH(Reaktanten)]

Für die Produkte haben wir:
- 2 mol CO2 mit ΔH der Bildung = -94,1 kcal/mol
- 3 mol H2O mit ΔH der Bildung = -68,3 kcal/mol

Für die Reaktanten haben wir:
- 1 mol C2H6O mit ΔH der Bildung = -66,1 kcal/mol
- Sauerstoff (O2) ist ein Element in seiner Standardform, daher ist seine Bildungsenthalpie 0 kcal/mol.

Berechnung von ΔH für die Produkte:
ΔH(Projekte) = (2 mol CO2 * -94,1 kcal/mol) + (3 mol H2O * -68,3 kcal/mol)
ΔH(Projekte) = (-188,2 kcal) + (-204,9 kcal)
ΔH(Projekte) = -393,1 kcal

Berechnung von ΔH für die Reaktanten:
ΔH(Reaktanten) = (1 mol C2H6O * -66,1 kcal/mol) + (3 mol O2 * 0 kcal/mol)
ΔH(Reaktanten) = -66,1 kcal

Jetzt berechnen wir die Enthalpieänderung der Reaktion (ΔH):
ΔH = ΔH(Projekte) - ΔH(Reaktanten)
ΔH = (-393,1 kcal) - (-66,1 kcal)
ΔH = -393,1 kcal + 66,1 kcal
ΔH = -327,0 kcal

Die Enthalpieänderung für die Verbrennung von 1 mol Ethanol beträgt -327,0 kcal. Da die Frage jedoch die Menge an Wärme fordert, die bei der Verbrennung von 0,5 mol Ethanol freigesetzt wird, müssen wir die Enthalpieänderung durch 2 teilen:

ΔH für 0,5 mol Ethanol = -327,0 kcal / 2
ΔH für 0,5 mol Ethanol = -163,5 kcal

Die Menge an Wärme, die bei der vollständigen Verbrennung von 0,5 mol Ethanol freigesetzt wird, beträgt -163,5 kcal. Da die Frage den Wert in kcal fordert und das negative Vorzeichen anzeigt, dass es sich um freigesetzte Wärme (exotherm) handelt, ist die richtige Antwort:

d) 163,5

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Wie berechnet man die Wärmemenge, die bei der vollständigen Verbrennung einer bestimmten Stoffmenge eines Brennstoffs freigesetzt wird, unter Verwendung von Bildungsenthalpien?

Frage zu Thermochemie: Enthalpie

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Thema Thermochemie: Enthalpie

Thermochemie: Enthalpie

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(URCA 2023) - Frage Mittel von Chemie