Question

Під час взаємодії ферум (III) оксиду кількістю речовини 0,1 моль з воднем утворюється залізо та вода, виділяється теплота кількістю 9 кДж. Складіть термохімічне рівняння цього процесу та обчисліть об'єм водню, масу заліза, якщо для реакції було взято ферум (III) оксид масою Г​

Answer 1

Ответ:

1,1169 г заліза.

Объяснение:

Термохімічне рівняння реакції ферум (III) оксиду з воднем з утворенням заліза і води з виділенням тепла можна записати так:

Fe2O3 + 3H2 -> 2Fe + 3H2O + 9 кДж

Щоб обчислити об’єм водню та масу заліза, які утворюються в цій реакції, нам потрібно знати молярну масу ферум (III) оксиду. Молярна маса речовини — це маса одного моля цієї речовини, і зазвичай її виражають у грамах на моль (г/моль). Молярна маса ферум (III) оксиду становить 159,68 г/моль.

Використовуючи цю інформацію, можна розрахувати масу ферум (III) оксиду, який був узятий для реакції, розділивши задану масу (Г) на молярну масу речовини:

Маса ферум (III) оксиду = Г / 159,68 г/моль = 0,63 моль

Оскільки задана кількість ферум (III) оксиду становить 0,1 моль, кількість водню, необхідна для реакції, становить 3 * 0,1 моль = 0,3 моль.

Об’єм водню можна розрахувати за допомогою закону ідеального газу, який стверджує, що об’єм газу пропорційний кількості молей газу, а також температурі та тиску газу. Оскільки температура і тиск не вказані в запитанні, ми припустимо стандартні температуру і тиск (STP), які визначаються як 0°C і 1 атм відповідно. При STP один моль газу займає об’єм 22,4 л. Отже, об’єм водню, який утворюється в реакції, становить 0,3 моль * 22,4 літра/моль = 6,72 літра.

Щоб обчислити масу заліза, що утворюється в результаті реакції, нам потрібно знати молярну масу заліза. Молярна маса заліза становить 55,845 г/моль. Використовуючи цю інформацію, ми можемо розрахувати масу заліза, що утворюється в реакції, наступним чином:

Маса заліза = 2 * 55,845 г/моль * 0,1 моль = 1,1169 г

Answer 2

Для складання термохімічного рівняння спочатку визначимо збалансовану хімічну реакцію:

Fe2O3 + 3H2 -> 2Fe + 3H2O

За даною реакцією, 1 моль Fe2O3 реагує з 3 молями H2. Оскільки нам дано кількість речовини Fe2O3, розрахуємо кількість речовини H2, використовуючи стехіометрію реакції:

Кількість речовини H2 = 3 * 0,1 моль = 0,3 моль

Теплота, виділена під час реакції, становить 9 кДж. За визначенням теплоти реакції, ця кількість теплоти відповідає реакції 1 моль речовини Fe2O3:

Теплота реакції = 9 кДж = ΔH * 1 моль

Значення ΔH, теплоти утворення Fe2O3, можна взяти з літератури і скористатися ним для розрахунку маси Fe2O3:

ΔH = 9 кДж / 1 моль = ΔH / 0,1 моль ΔH = 90 кДж/моль

Тепер ми можемо обчислити масу Fe2O3:

Маса Fe2O3 = m / n = Г / M, де m - маса речовини, n - кількість речовини, M - молярна маса речовини.

Молярна маса Fe2O3 = 2 * молярна маса Fe + 3 * молярна маса О = 2 * 55,85 г/моль + 3 * 16 г/моль = 159,7 г/моль

Маса Fe2O3 = Г / M = Г / 159,7 г/моль

Отже, об'єм водню дорівнює 0,3 моль, маса заліза розраховується як маса Fe2O3, а маса Fe2O3 дорівнює масі Г, яку необхідно знати для завершення розрахунків. Будь ласка, надайте значення маси Fe2O3 (Г), щоб я міг продовжити розрахунки.