Question

Вычислите тепловой эффект реакции Fe3O4(K) + 4CO(Г) = 3Fe(K) + 4CO2(Г) пользуясь стандартными энтальпиями образования реагирующих веществ (приложение 3). Сколько теплоты выделится (поглотится) при образовании вещества Fe в количестве 224 г.?

Answer 1

Нужно посмотреть энтальпии всех веществ в справочнике для данной реакции, потом от суммы энтальпий продуктов(справа уравнения) отнять сумму энтальпий реагентов(слева), при этом энтальпию веществ умножая на соответсвующие коэффициенты в уравнении. Что касается железа, то в справочнике пишется всегда энтальпия для 1 моль вещества , следовательно нужно посчитать моли железа здесь и умножить на соответсвующее количество молей и поменять знак энтальпии на противоположный

Answer 2

Для решения данной задачи, нам необходимо знать стандартные энтальпии образования реагирующих веществ. Стандартные энтальпии образования (ΔH°f) веществ: Fe3O4(K) = -1118 кДж/моль CO(Г) = -110.5 кДж/моль Fe(K) = 0 кДж/моль CO2(Г) = -393.5 кДж/моль Согласно уравнению реакции: Fe3O4(K) + 4CO(Г) = 3Fe(K) + 4CO2(Г) Тепловой эффект реакции, выраженный в кДж, можно рассчитать по формуле: ΔH° = Σ(n * ΔH°f продуктов) - Σ(n * ΔH°f реагентов) где: ΔH° - тепловой эффект реакции n - количество вещества в молях ΔH°f - стандартная энтальпия образования Рассчитаем тепловой эффект реакции: ΔH° = (3 * ΔH°f(Fe(K))) + (4 * ΔH°f(CO2(Г))) - (ΔH°f(Fe3O4(K))) - (4 * ΔH°f(CO(Г))) ΔH° = (3 * 0 кДж/моль) + (4 * -393.5 кДж/моль) - (-1118 кДж/моль) - (4 * -110.5 кДж/моль) ΔH° = 0 кДж/моль + (-1574 кДж/моль) + 1118 кДж/моль + 442 кДж/моль ΔH° = -14 кДж/моль Теплота, выделенная (поглощенная) при образовании вещества Fe, можно рассчитать по формуле: Q = ΔH° * n где: Q - теплота, выделенная (поглощенная) n - количество вещества в молях Рассчитаем теплоту при образовании Fe в количестве 224 г: n = масса / молярная масса n = 224 г / 55.85 г/моль ≈ 4 моль Q = -14 кДж/моль * 4 моль ≈ -56 кДж Таким образом, при образовании вещества Fe в количестве 224 г, выделится приблизительно 56 кДж теплоты.

Answer 3

Для вычисления теплового эффекта реакции Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4CO2, необходимо знать стандартные энтальпии образования всех реагирующих веществ. Приложение 3 содержит эти данные. Стандартные энтальпии образования: - Fe3O4: ΔHf = -1118,4 кДж/моль - CO: ΔHf = -110,5 кДж/моль - Fe: ΔHf = 0 кДж/моль - CO2: ΔHf = -393,5 кДж/моль Для рассчитывания теплового эффекта реакции, необходимо учесть разницу между суммарными энтальпиями продуктов и реагентов. Суммарная энтальпия реагентов: ΣHf(Fe3O4) + 4 * ΣHf(CO) = 1 * (-1118,4 кДж/моль) + 4 * (-110,5 кДж/моль) Суммарная энтальпия продуктов: 3 * ΣHf(Fe) + 4 * ΣHf(CO2) = 3 * 0 кДж/моль + 4 * (-393,5 кДж/моль) Тепловой эффект реакции: ΔH = (3 * ΣHf(Fe) + 4 * ΣHf(CO2)) - (ΣHf(Fe3O4) + 4 * ΣHf(CO)) Вычислим значения: ΣHf(Fe3O4) + 4 * ΣHf(CO) = (-1118,4 кДж/моль) + 4 * (-110,5 кДж/моль) = -1118,4 кДж/моль - 442 кДж/моль = -1560,4 кДж/моль 3 * ΣHf(Fe) + 4 * ΣHf(CO2) = 3 * 0 кДж/моль + 4 * (-393,5 кДж/моль) = 0 кДж/моль - 1574 кДж/моль = -1574 кДж/моль Тепловой эффект реакции: ΔH = (-1574 кДж/моль) - (-1560,4 кДж/моль) = -13,6 кДж/моль Теплота, выделяющаяся (поглощающаяся) при образовании вещества Fe в количестве 224 г, можно рассчитать с использованием молярной массы Fe: Молярная масса Fe = 55,845 г/моль Количество вещества Fe: n = масса / молярная масса = 224 г / 55,845 г/моль Теплота, выделяющаяся (поглощающаяся) при образовании вещества Fe в количестве 224 г: Q = ΔH * n = -13,6 кДж/моль * (224 г / 55,845 г/моль) Подставляя значения и выполняя вычисления, получаем: Q = -13,6 кДж/моль * 4,008 моль ≈ -54,5 кДж Таким образом, при образовании вещества Fe в количестве 224 г, выделится примерно 54,5 кДж теплоты.