Задание №27 — Типы расчётных задач

Задание №27

Определите количество теплоты, которое поглощается при восстановлении оксида железа(III) водородом объёмом 201,6 л (н.у.) в соответствии
с термохимическим уравнением реакции

$F e_{2} O_{3 \left(\right. т в . \left.\right)} + 3 H_{2 \left(\right. г \left.\right)} = 2 F e_{\left(\right. т в . \left.\right)} + 3 H_{2} O_{\left(\right. г \left.\right)} - 89,6 к Д ж .$

(Запишите число с точностью до десятых.)

Правильный ответ

268.8

Пояснение

Решение.

Для решения данной задачи нам необходимо соотнести количество вещества водорода, вступившего в реакцию, с тепловым эффектом, указанным в термохимическом уравнении.

1. Сначала найдем количество вещества (n) водорода H₂, объем которого дан в условии задачи. Поскольку условия нормальные (н.у.), используем молярный объем газа V_m = 22,4 л/моль.
n(H₂) = V(H₂) / V_m = 201,6 л / 22,4 л/моль = 9 моль.

2. Проанализируем термохимическое уравнение реакции:
Fe₂O₃ + 3H₂ = 2Fe + 3H₂O - 89,6 кДж.
Коэффициент перед водородом (H₂) равен 3. Это означает, что при взаимодействии 3 моль водорода поглощается 89,6 кДж теплоты (знак «минус» перед тепловым эффектом указывает на эндотермический процесс, то есть поглощение энергии).

3. Составим пропорцию для нахождения количества теплоты (Q), которое поглотится при использовании 9 моль водорода:
При взаимодействии 3 моль H₂ поглощается 89,6 кДж
При взаимодействии 9 моль H₂ поглощается Q кДж

4. Вычислим значение Q:
Q = (9 моль * 89,6 кДж) / 3 моль = 3 * 89,6 кДж = 268,8 кДж.

Таким образом, при восстановлении оксида железа(III) указанным объемом водорода поглощается 268,8 кДж энергии.

Ответ: 268,8

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №27Далее