Номер 5.15, страница 70, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

5.15. По термохимическому уравнению реакции

$2\text{Al}(\text{тв}) + \text{Fe}_2\text{O}_3(\text{тв}) = \text{Al}_2\text{O}_3(\text{тв}) + 2\text{Fe}(\text{тв}) + 848 \text{ кДж}$

рассчитайте, сколько выделится теплоты при вступлении в реакцию:

а) 10,8 г алюминия;

б) 0,2 моль оксида железа(III).

Данная задача решается на основе предоставленного термохимического уравнения реакции:

$2\text{Al}(\text{тв}) + \text{Fe}_2\text{O}_3(\text{тв}) = \text{Al}_2\text{O}_3(\text{тв}) + 2\text{Fe}(\text{тв}) + 848 \text{ кДж}$

Из уравнения следует, что при взаимодействии 2 моль алюминия с 1 моль оксида железа(III) выделяется 848 кДж теплоты.

Дано:

а) $m(\text{Al}) = 10,8 \text{ г}$

б) $\nu(\text{Fe}_2\text{O}_3) = 0,2 \text{ моль}$

Тепловой эффект реакции: $Q = 848 \text{ кДж}$

$m(\text{Al}) = 10,8 \text{ г} = 0,0108 \text{ кг}$
$Q = 848 \text{ кДж} = 848000 \text{ Дж}$

Найти:

a) $Q_1 - ?$

б) $Q_2 - ?$

Решение:

а) 1. Для расчета выделившейся теплоты необходимо сначала определить количество вещества (в молях) алюминия, вступившего в реакцию. Молярная масса алюминия $M(\text{Al})$ составляет примерно $27 \text{ г/моль}$.

$\nu(\text{Al}) = \frac{m(\text{Al})}{M(\text{Al})} = \frac{10,8 \text{ г}}{27 \text{ г/моль}} = 0,4 \text{ моль}$

2. Теперь составим пропорцию, основываясь на данных термохимического уравнения. Согласно уравнению, реакция 2 моль алюминия приводит к выделению 848 кДж теплоты. Рассчитаем, сколько теплоты ($Q_1$) выделится при реакции 0,4 моль алюминия.

Соотношение:

$2 \text{ моль Al} \longrightarrow 848 \text{ кДж}$

$0,4 \text{ моль Al} \longrightarrow Q_1 \text{ кДж}$

Отсюда находим $Q_1$:

$Q_1 = \frac{0,4 \text{ моль} \cdot 848 \text{ кДж}}{2 \text{ моль}} = 0,2 \cdot 848 \text{ кДж} = 169,6 \text{ кДж}$

Ответ: 169,6 кДж.

б) 1. В этом случае количество вещества оксида железа(III) уже дано в молях. Согласно термохимическому уравнению, при реакции 1 моль оксида железа(III) выделяется 848 кДж теплоты.

2. Составим пропорцию для нахождения количества теплоты ($Q_2$), которое выделится при реакции 0,2 моль оксида железа(III).

Соотношение:

$1 \text{ моль } \text{Fe}_2\text{O}_3 \longrightarrow 848 \text{ кДж}$

$0,2 \text{ моль } \text{Fe}_2\text{O}_3 \longrightarrow Q_2 \text{ кДж}$

Отсюда находим $Q_2$:

$Q_2 = \frac{0,2 \text{ моль} \cdot 848 \text{ кДж}}{1 \text{ моль}} = 169,6 \text{ кДж}$

Ответ: 169,6 кДж.