Question

Тепловой эфект реакции взаимодействия железа с хлором составляет 794кДж.Сколько энергии выделяется,если в реакцию вступило 0.4 моль железа? Какой объем хлора потребуется для реакции

Answer 1

Чтобы рассчитать количество выделенной энергии в реакции между железом и хлором, а также определить объем хлора, необходимо знать уравнение реакции.

Предположим, что реакция между железом (Fe) и хлором (Cl₂) проходит следующим образом:

\[ \text{Fe} + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{FeCl}_3 \]

Тепловой эффект реакции, \( \Delta H \), равен 794 кДж. Это означает, что на каждый моль реагента (железа) выделяется 794 кДж энергии.

1. Рассчет энергии: Если в реакцию вступило 0.4 моль железа, то количество энергии можно рассчитать по формуле:

\[ \text{Энергия} = \Delta H \times \text{Количество молей реагента} \]

\[ \text{Энергия} = 794 \, \text{кДж/моль} \times 0.4 \, \text{моль} \]

\[ \text{Энергия} = 317.6 \, \text{кДж} \]

Таким образом, выделится 317.6 кДж энергии.

2. Рассчет объема хлора: Чтобы рассчитать объем хлора, нужно знать соотношение между объемами газов в реакции. Для этого можно использовать уравнение идеального газа:

\[ PV = nRT \]

Где: - \( P \) - давление (предположим, нормальное давление, примерно 1 атмосфера), - \( V \) - объем газа, - \( n \) - количество молей газа, - \( R \) - универсальная газовая постоянная (\(0.0821 \, \text{атм} \cdot \text{л} / (\text{моль} \cdot \text{К})\)), - \( T \) - температура в Кельвинах.

Реакция между хлором и железом происходит при комнатной температуре, поэтому предположим, что температура около 298 K.

Теперь у нас есть уравнение:

\[ \text{Объем хлора} = \frac{n_{\text{хлора}} \cdot R \cdot T}{P} \]

Поскольку реакция с хлором требует два моль хлора на один моль железа, и в реакцию вступило 0.4 моль железа, то молей хлора будет 0.8 моль.

\[ \text{Объем хлора} = \frac{0.8 \, \text{моль} \cdot 0.0821 \, \text{атм} \cdot \text{л} / (\text{моль} \cdot \text{К}) \cdot 298 \, \text{К}}{1 \, \text{атм}} \]

\[ \text{Объем хлора} \approx 19.46 \, \text{л} \]

Таким образом, при реакции 0.4 моль железа выделит примерно 317.6 кДж энергии, и для проведения реакции потребуется примерно 19.46 л хлора.