Уточнение деталей вопроса
Реакция образования воды из водорода и кислорода происходит с выделением тепла: 2H2+O2=2H2O+5,75·105 Дж. Найти наименьшую
Ответ на вопрос
возможную температуру, при которой происходит реакция.
Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения энергии. Энергия, выделяющаяся при реакции образования воды, равна энергии, затрачиваемой на разрушение молекул водорода и кислорода. Таким образом, можно записать следующее уравнение:
2E(H2) + E(O2) = 2E(H2O) + Q
где E(H2) и E(O2) — энергия разрушения молекул водорода и кислорода соответственно, E(H2O) — энергия образования молекул воды, Q — выделяющаяся энергия.
Известно, что выделяющаяся энергия равна 5,75·105 Дж. Энергии разрушения молекул водорода и кислорода можно найти в таблицах химических свойств веществ. Для водорода эта энергия равна 436 кДж/моль, для кислорода — 498 кДж/моль. Энергия образования молекул воды равна 484 кДж/моль.
Подставляя известные значения в уравнение, получаем:
2·436 кДж/моль + 498 кДж/моль = 2·484 кДж/моль + 5,75·105 Дж
Отсюда находим энергию разрушения молекул водорода и кислорода:
E(H2) + E(O2) = 2·484 кДж/моль — 2·436 кДж/моль — 5,75·105 Дж = 242 кДж/моль
Теперь можно найти наименьшую возможную температуру, при которой происходит реакция. Для этого воспользуемся формулой Больцмана:
E = kT
где E — энергия молекул, k — постоянная Больцмана, T — температура.
Энергия молекул водорода и кислорода при комнатной температуре (около 300 К) составляет порядка 3 кДж/моль. Таким образом, можно записать:
242 кДж/моль = 2·3 кДж/моль + kT
Отсюда находим наименьшую возможную температуру:
T = (242 кДж/моль — 2·3 кДж/моль) / k ≈ 8000 К
Таким образом, наименьшая возможная температура, при которой происходит реакция образования воды из водорода и кислорода, составляет около 8000 К.