ВсОШ 2025, МЭ (Москва), 10 класс, №6
Различные термохимические параметры (например, теплоту сгорания или теплоту образования вещества) можно оценить, используя метод групповых вкладов, т.е. считая, что одинаковые элементы, например, химические связи, вносят один и тот же вклад в искомый параметр. Известны следующие удельные теплоты сгорания следующих веществ:
| Вещество | Удельная теплота сгорания, МДж/кг |
|---|---|
| Полиэтилен | |
| Натуральный каучук (полимер изопрена) |
На основании этих данных и используя метод групповых вкладов от химических связей (помните, что мономеры полимерной цепи соединены друг с другом дополнительной связью С–С) рассчитайте удельную теплоту сгорания (МДж/кг) бутадиенового каучука. В ответ запишите число, округлив его до десятых.
Подсказка:
| Полиэтилен | Полибутадиен | Полиизопрен |
|---|---|---|
Удельная теплота сгорания бутадиенового каучука, МДж/кг.
Полное решение (необязательно).
Можно приложить текст, фото или PDF.
Ответ
Ответ: или или или или или или или или
Решение
Для начала пересчитаем удельные теплоты сгорания на моль мономеров цепи: Qсгор(полиэтилена) = = МДж/моль Qсгор(нат.кауч.) = = МДж/моль Каждое звено полиэтилена состоит из связей С–С (так как мономеры полимера связаны между собой ещё одной связью С–С) и связей С–Н. Мономерное звено полиизопрена включает связи С–С, связей С–Н и одну связь С=С. Мономерное звено полибутадиена – связи С–С, связей С–Н и одна связь
Пусть Qсгор(C–C) = , Qсгор(C–H) = , Qсгор(C=C) = , тогда
= + + = + + = + , отсюда = МДж/моль Молярная теплота сгорания бутадиенового каучука: Qсгор(бут.кауч.) = + + = + + = + = МДж/моль. Удельная теплота сгорания: Qсгор(бут.кауч.) = = МДж/кг.