Question

Помогите пожалуйстаа ((( Термитная смесь – порошкообразная смесь алюминия (реже магния) с оксидами различных металлов (обычно железа). При воспламенении термит интенсивно сгорает с выделением большого количества теплоты. Одним из наиболее распространённых является железоалюминиевый термит – стехиометрическая смесь Al и Fe2O3. Рассчитайте, сколько граммов железоалюминиевого термита потребуется для нагревания 500 г воды с 5,0 до 86,2 ∘С, если известно термохимическое уравнение реакции оксида железа(III) с алюминием: 2Al+Fe2O3→Al2O3+2Fe+852,6 кДж. Теплоёмкость воды примите равной 4,2 кДж/(кг·∘С). В ответ запишите число, округлив его до десятых.

Answer 1

Ответ: 13,6 г

Объяснение:

Для начала посчитаем, сколько Дж энергии нужно, чтобы разогреть воду:

A = cm(t - t0) = 170520 Дж = 170,52 кДж

После посчитаем, сколько моль вещества нужно, чтобы получить столько энергии:

170,52 / 852,6 = 0,2

Из уравнения (2Al+Fe2O3) видно, что нам нужно 0,2 моль Fe2O3, и 0,4 моль Al. Посчитаем M этих веществ и рассчитаем, сколько грамм их нужно:

M (Al) = 13 ==> m (Al) = Mv = 5,2 г

M (Fe2O3) = 42 ==> m (Fe2O3) = Mv = 8,4 г

M смеси = 13,6 г

Answer 2

Для решения этой задачи сначала определим, сколько теплоты требуется для нагрева 500 г воды с 5,0 до 86,2 °C. Мы можем использовать следующее уравнение:

Q = m * c * ΔT

Где: Q - количество теплоты, которое нам нужно. m - масса воды (500 г). c - теплоемкость воды (4,2 кДж / (кг·°C) или 4,2 Дж / (г·°C)). ΔT - изменение температуры (86,2 °C - 5,0 °C).

Сначала переведем массу воды в килограммы:

m = 500 г = 0,5 кг

Теперь можем рассчитать количество теплоты:

Q = 0,5 кг * 4,2 кДж / (кг·°C) * (86,2 °C - 5,0 °C)

Q = 0,5 кг * 4,2 кДж / (кг·°C) * 81,2 °C

Q = 1701,6 кДж

Теперь нам известно, что реакция оксида железа(III) с алюминием выделяет 852,6 кДж теплоты. Теперь мы можем рассчитать, сколько граммов железоалюминиевого термита нужно, используя соотношение между теплотой и количеством вещества:

Q = n * ΔH

Где: Q - количество теплоты (852,6 кДж). n - количество вещества, вырабатывающее теплоту (в данном случае, количество моль железоалюминиевого термита). ΔH - теплота реакции.

Теперь выразим количество моль железоалюминиевого термита:

n = Q / ΔH

n = 852,6 кДж / 852,6 кДж/моль (согласно уравнению реакции)

n = 1 моль

Теперь мы знаем, что 1 моль железоалюминиевого термита требуется, чтобы выделить 852,6 кДж теплоты. Теперь найдем молекулярную массу железоалюминиевого термита.

Молекулярная масса Al = 26,98 г/моль Молекулярная масса Fe2O3 = 2 * 55,85 г/моль (Fe) + 3 * 16,00 г/моль (O) = 159,7 г/моль

Молекулярная масса Al2O3 = 2 * 26,98 г/моль (Al) + 3 * 16,00 г/моль (O) = 101,94 г/моль

Суммируем молекулярные массы для железоалюминиевого термита:

Молекулярная масса железоалюминиевого термита = 2 * Молекулярная масса Al + Молекулярная масса Fe2O3 Молекулярная масса железоалюминиевого термита = 2 * 26,98 г/моль + 159,7 г/моль Молекулярная масса железоалюминиевого термита = 213,66 г/моль

Теперь можем рассчитать массу железоалюминиевого термита, необходимую для выделения 1 моля теплоты:

Масса железоалюминиевого термита = 1 моль * 213,66 г/моль = 213,66 г

Теперь, чтобы нагреть 500 г воды, нам потребуется такое количество термита:

Масса железоалюминиевого термита = 213,66 г * (1701,6 кДж / 852,6 кДж) = 426,32 г

Теперь округлим это значение до десятых:

Масса железоалюминиевого термита ≈ 426,3 г

Таким образом, для нагревания 500 г воды с 5,0 до 86,2 °C понадобится около 426,3 г железоалюминиевого термита.