Номер 7, страница 399 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 8. Металлы. Параграф 55. Хром - номер 7, страница 399.

Условие.

7. При взаимодействии 30,4 г оксида хрома(III) ($Cr_2O_3$) с избытком алюминия выделилось 108,8 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение реакции.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(Cr_2O_3) = 30,4$ г

$Q = 108,8$ кДж

$m(Cr_2O_3) = 0,0304$ кг
$Q = 108800$ Дж

Найти:

Термохимическое уравнение реакции.

Решение:

Термохимическое уравнение — это уравнение химической реакции, в котором указан ее тепловой эффект ($\Delta H$). Для его составления необходимо рассчитать, какое количество теплоты выделяется или поглощается при взаимодействии реагентов в стехиометрических количествах (в соответствии с коэффициентами в уравнении).

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия оксида хрома(III) с алюминием (алюминотермия):

$2Al + Cr_2O_3 \rightarrow Al_2O_3 + 2Cr$

2. Найдем количество вещества оксида хрома(III), вступившего в реакцию. Сначала рассчитаем его молярную массу:

$M(Cr_2O_3) = 2 \cdot Ar(Cr) + 3 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 52 + 3 \cdot 16 = 104 + 48 = 152$ г/моль.

Теперь найдем количество вещества ($\text{n}$) по формуле $n = m/M$:

$n(Cr_2O_3) = \frac{30,4 \text{ г}}{152 \text{ г/моль}} = 0,2$ моль.

3. Из условия задачи известно, что при реакции 0,2 моль оксида хрома(III) выделилось 108,8 кДж теплоты. В уравнении реакции коэффициент перед $Cr_2O_3$ равен 1. Следовательно, для составления термохимического уравнения нам нужно найти тепловой эффект реакции для 1 моль $Cr_2O_3$. Составим пропорцию:

при реакции 0,2 моль $Cr_2O_3$ — выделилось 108,8 кДж теплоты,

при реакции 1 моль $Cr_2O_3$ — выделится $Q_{теор.}$ кДж теплоты.

$Q_{теор.} = \frac{1 \text{ моль} \cdot 108,8 \text{ кДж}}{0,2 \text{ моль}} = 544$ кДж.

4. Тепловой эффект реакции ($\text{Q}$) равен 544 кДж. Так как теплота выделяется, реакция является экзотермической, и изменение энтальпии ($\Delta H$) будет иметь отрицательное значение: $\Delta H = -Q$.

$\Delta H = -544$ кДж.

5. Запишем итоговое термохимическое уравнение реакции, указав тепловой эффект:

$2Al_{(тв)} + Cr_2O_{3(тв)} = Al_2O_{3(тв)} + 2Cr_{(тв)}; \Delta H = -544$ кДж.

Или в другой форме записи:

$2Al_{(тв)} + Cr_2O_{3(тв)} = Al_2O_{3(тв)} + 2Cr_{(тв)} + 544$ кДж.

Ответ: $2Al + Cr_2O_3 = Al_2O_3 + 2Cr; \Delta H = -544$ кДж.