6. Для получения 1132 кДж тепла по реакции 2NO(г) + O2(г) ⇌ 2NO2(г), ΔH° = -566кДж/моль необходимо затратить ______ литра(ов) кислорода

Решение:

Дана реакция: \( 2NO_{(г)} + O_{2(г)} \rightleftharpoons 2NO_{2(г)} \) с тепловым эффектом \( ΔH^\circ = -566 \text{ кДж/моль} \). Тепловой эффект относится к реакции, как указано, но более вероятно, что \( ΔH^\circ = -566 \text{ кДж} \) на 2 моль NO или на 1 моль \( O_2 \) (или на 1 моль \( NO_2 \) образовавшегося).

Условие задачи гласит, что \( ΔH^\circ = -566 \text{ кДж/моль} \). Это означает, что при протекании реакции в соответствии с коэффициентами, выделяется 566 кДж теплоты на каждый моль NO₂ образовавшийся (или на каждый моль NO прореагировавший, или на каждый 0.5 моль O₂ прореагировавший).

В условии задачи сказано, что нужно получить 1132 кДж тепла. Определим, сколько моль O₂ для этого потребуется.

Из уравнения реакции видно, что на 2 моль NO приходится 1 моль O₂.

Если \( ΔH^\circ = -566 \text{ кДж} \) выделяется при образовании 2 моль NO₂, то при выделении 1132 кДж тепла, количество образовавшегося NO₂ будет:

\[ \text{количество } NO_2 = \frac{1132 \text{ кДж}}{566 \text{ кДж/моль}} = 2 \text{ моль} \]

Из уравнения реакции, если образовалось 2 моль NO₂, то прореагировало 1 моль O₂.

\[ \text{количество } O_2 = \frac{1 \text{ моль } O_2}{2 \text{ моль } NO_2} \times 2 \text{ моль } NO_2 = 1 \text{ моль } O_2 \]

Теперь нам нужно перевести моли кислорода в литры. Для этого нам нужна молярная масса кислорода и его молярный объем. В нормальных условиях (н.у.) молярный объем любого газа равен 22,4 л/моль.

Молярная масса \( O_2 \) = 16 г/моль * 2 = 32 г/моль.

Если \( ΔH^\circ = -566 \text{ кДж} \) выделяется при реакции 1 моль \( O_2 \), то для получения 1132 кДж теплоты необходимо 2 моль \( O_2 \) (т.к. \( 1132 / 566 = 2 \)).

Таким образом, необходимо затратить 2 моль \( O_2 \).

В нормальных условиях (н.у.) молярный объем газа составляет 22,4 л/моль. Объем кислорода составит:

\[ \text{Объем } O_2 = \text{количество моль } O_2 \times \text{молярный объем} = 2 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 44,8 \text{ л} \]

Важно: Если \( ΔH^\circ = -566 \text{ кДж/моль} \) означает, что на каждый моль образовавшегося \( NO_2 \) выделяется 566 кДж.

Тогда для получения 1132 кДж теплоты, нужно образовать \( \frac{1132}{566} = 2 \) моль \( NO_2 \).

По уравнению реакции, на 2 моль \( NO_2 \) требуется 1 моль \( O_2 \).

Следовательно, необходимо затратить 1 моль \( O_2 \).

В нормальных условиях (н.у.) объем 1 моль газа равен 22,4 л.

Ответ: 22,4