Номер 10, страница 58 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 12. Классификация химических реакций. Глава III. Химические реакции - номер 10, страница 58.

Условие.

10. При восстановлении железа из 100 г оксида железа(III) алюминием выделилось 476,0 кДж теплоты. Определите тепловой эффект реакции.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(Fe_2O_3) = 100$ г

$Q_{выд} = 476,0$ кДж

Найти:

$Q_{р}$ - ?

Решение:

Тепловой эффект реакции — это количество теплоты, которое выделяется или поглощается, когда в реакцию вступают количества веществ, соответствующие коэффициентам в уравнении реакции. В данном случае нам нужно найти количество теплоты, которое выделяется при восстановлении 1 моль оксида железа(III).

1. Составим уравнение реакции восстановления железа из оксида железа(III) с помощью алюминия (алюминотермия):

$Fe_2O_3 + 2Al \rightarrow 2Fe + Al_2O_3$

2. Рассчитаем молярную массу оксида железа(III) ($Fe_2O_3$):

$M(Fe_2O_3) = 2 \cdot M(Fe) + 3 \cdot M(O) = 2 \cdot 56 \text{ г/моль} + 3 \cdot 16 \text{ г/моль} = 112 + 48 = 160$ г/моль

3. Найдем количество вещества ($n$) оксида железа(III) в 100 г:

$n(Fe_2O_3) = \frac{m(Fe_2O_3)}{M(Fe_2O_3)} = \frac{100 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 0,625$ моль

4. Из условия известно, что при реакции 0,625 моль $Fe_2O_3$ выделилось 476,0 кДж теплоты. Чтобы найти тепловой эффект реакции ($Q_р$), составим пропорцию и рассчитаем, сколько теплоты выделится при реакции 1 моль $Fe_2O_3$ согласно уравнению реакции:

при реакции 0,625 моль $Fe_2O_3$ выделяется 476,0 кДж

при реакции 1 моль $Fe_2O_3$ выделяется $Q_р$ кДж

Составим пропорцию:

$\frac{0,625 \text{ моль}}{1 \text{ моль}} = \frac{476,0 \text{ кДж}}{Q_р}$

Выразим и вычислим $Q_р$:

$Q_р = \frac{1 \text{ моль} \cdot 476,0 \text{ кДж}}{0,625 \text{ моль}} = 761,6$ кДж

Таким образом, термохимическое уравнение реакции выглядит следующим образом:

$Fe_2O_3(тв) + 2Al(тв) = 2Fe(тв) + Al_2O_3(тв) + 761,6 \text{ кДж}$

Ответ: тепловой эффект реакции составляет 761,6 кДж.