Номер 2, страница 35 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Проверьте себя. 4. Основы термохимии и химической кинетики - номер 2, страница 35.

Условие.

2. При полном восстановлении 48 г оксида железа(III) избытком алюминия выделилось 256 кДж теплоты. Тепловой эффект этой реакции составляет

1) +76,8 кДж

2) -76,8 кДж

3) +853,3 кДж

4) -853,3 кДж

Решение.

Решение 2.

Дано:
Масса оксида железа(III), $m(Fe_2O_3) = 48 \text{ г}$
Выделившаяся теплота, $Q_{выд} = 256 \text{ кДж}$
Алюминий ($Al$) взят в избытке.

Найти:
Тепловой эффект реакции, $Q_r$ - ?

Решение:
1. Составим уравнение реакции восстановления оксида железа(III) алюминием. Этот процесс называется алюминотермией. Алюминий, как более активный металл, восстанавливает железо из его оксида:
$Fe_2O_3 + 2Al \rightarrow 2Fe + Al_2O_3$
Уравнение сбалансировано. Оно показывает, что на 1 моль оксида железа(III) требуется 2 моль алюминия.

2. Вычислим молярную массу оксида железа(III) ($Fe_2O_3$), используя периодическую таблицу химических элементов. Относительная атомная масса железа $Ar(Fe) \approx 56 \text{ а.е.м.}$, кислорода $Ar(O) \approx 16 \text{ а.е.м.}$
$M(Fe_2O_3) = 2 \cdot Ar(Fe) + 3 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 56 + 3 \cdot 16 = 112 + 48 = 160 \text{ г/моль}$.

3. Найдем количество вещества (число молей) оксида железа(III), которое вступило в реакцию:
$n(Fe_2O_3) = \frac{m(Fe_2O_3)}{M(Fe_2O_3)} = \frac{48 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 0,3 \text{ моль}$.

4. Тепловой эффект реакции ($Q_r$) — это количество теплоты, которое выделяется или поглощается, когда в реакцию вступают количества веществ, равные их коэффициентам в уравнении реакции. В нашем случае, мы ищем теплоту, соответствующую реакции 1 моль $Fe_2O_3$.
Из условия известно, что при реакции 0,3 моль $Fe_2O_3$ выделилось 256 кДж теплоты. Составим пропорцию для нахождения теплового эффекта ($Q_r$):
0,3 моль $Fe_2O_3$ — 256 кДж
1 моль $Fe_2O_3$ — $Q_r$ кДж
$Q_r = \frac{1 \text{ моль} \cdot 256 \text{ кДж}}{0,3 \text{ моль}} = \frac{2560}{3} \text{ кДж} \approx 853,33 \text{ кДж}$.

В термохимических уравнениях, если теплота выделяется (экзотермическая реакция), то тепловой эффект $Q_r$ записывается со знаком «+». Если теплота поглощается (эндотермическая реакция), то со знаком «-». Так как по условию теплота выделилась, реакция экзотермическая, и ее тепловой эффект составляет +853,3 кДж.
Термохимическое уравнение реакции будет выглядеть так:
$Fe_2O_3 + 2Al = 2Fe + Al_2O_3 + 853,3 \text{ кДж}$

Сравнивая полученный результат с предложенными вариантами, видим, что он соответствует варианту 3.

Ответ: 3) +853,3 кДж