Question

Вычислите, сколько теплоты выделится при окислении 2,24 г железа в соответствии с ТХУ 3Fe +2O2 = Fe3O4 +1116кДж?

Answer 1

n(Fe)=2,24g/56g/mol=0,04mol

составляем пропорцию

3 моль-1116Дж

0,04моль-х

х=0,04*1116/3=14,88Дж

Answer 2

Данное уравнение окисления представляет реакцию, в которой три молекулы железа (Fe) окисляются двумя молекулами молекулярного кислорода (O2) для образования трех молекул оксида железа(II,III) Fe3O4. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[3\text{Fe} + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}_3\text{O}_4\]

Для вычисления количества выделившейся теплоты, используем данные о тепловом эффекте реакции (ТХУ). Дано, что тепловой эффект этой реакции составляет 1116 кДж.

Мы знаем, что уравнение реакции сбалансировано, и коэффициенты перед каждым веществом в уравнении обозначают их мольные соотношения. Таким образом, мы видим, что для каждых трех молекул железа реакция потребляет две молекулы кислорода.

Теперь у нас есть масса железа, которая участвует в реакции (2,24 г). Чтобы вычислить количество молей железа, мы используем молекулярную массу железа (Fe), которая приблизительно равна 55,85 г/моль.

\[ \text{Количество молей Fe} = \frac{\text{Масса Fe}}{\text{Молекулярная масса Fe}} \]

\[ \text{Количество молей Fe} = \frac{2,24\ \text{г}}{55,85\ \text{г/моль}} \]

Теперь, учитывая коэффициенты в уравнении реакции, мы видим, что для трех молекул железа требуется 2 молекулы кислорода. Таким образом, количество молекул кислорода будет в два раза больше, чем количество молекул железа.

\[ \text{Количество молекул O}_2 = 2 \times \text{Количество молекул Fe} \]

Теперь, зная количество молекул кислорода, мы можем вычислить количество молей кислорода и затем теплоту, выделенную при реакции.

\[ \text{Количество молекул O}_2 = 2 \times \text{Количество молекул Fe} \] \[ \text{Количество молекул O}_2 = 2 \times \left( \frac{\text{Масса Fe}}{\text{Молекулярная масса Fe}} \right) \]

Теперь, зная количество молекул O2, мы можем выразить количество молей O2, используя стехиометрию уравнения реакции:

\[ \text{Количество молей O}_2 = \frac{2}{3} \times \text{Количество молекул Fe} \]

Теперь, зная количество молей кислорода, мы можем использовать тепловой эффект реакции (ТХУ) для вычисления выделенной теплоты:

\[ \text{Теплота} = \frac{\text{ТХУ}}{\text{Количество молекул O}_2} \]

\[ \text{Теплота} = \frac{1116\ \text{кДж}}{\frac{2}{3} \times \text{Количество молекул Fe}} \]

Вычисления могут быть немного сложными, но следуя этим шагам, вы сможете вычислить теплоту, выделенную при окислении 2,24 г железа в соответствии с данной реакцией.